高中物理《碰撞》教案

高中物理《碰撞1》優(yōu)質(zhì)課教案、教學(xué)設(shè)計（一）引入新課師：課間大家觀看的視頻有一個共同的特點，同學(xué)們，是什么？生：是碰撞。師：對了，碰撞是日常生活中極為常見的現(xiàn)象，這節(jié)課我們一起來分析碰撞、研究碰撞。（二）新課教學(xué)一．觀察碰撞，感知碰撞特點師：首先，我們來個課間精彩回顧，觀察碰撞，感知碰撞特點。第一幅：高速汽車碰撞，人根本反應(yīng)不過來，說明碰撞的時間有什么特點？生：時間極短。師：而車子嚴(yán)重變形，又說明什么？生：作用力很大。師：碰撞過程車子還受其他外力，比如摩擦力，空氣阻力，但與內(nèi)力相比小很多。換句話說，內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，這是碰撞的二個特點。師：如果時間極短，碰撞瞬間物體位移會怎么樣？瞬間沒有發(fā)生位移。這是碰撞的第三個特點。師：因此，碰撞有三大特點：1、作用時間極短2、內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力3、瞬間沒有發(fā)生位移師：下面大家觀察這兩幅圖，能從中獲取什么信息？班長在哪，你從圖中看出了什么？生：第一幅圖是兩個球碰后會在同一直線上，而第二幅圖碰后兩球不在同一直線上。師：很好，請坐。在物理學(xué)上，兩球相碰后速度仍沿同一直線，稱為正碰，也叫對心碰撞；另一種相碰后偏離球心連線叫做斜碰，也叫非對心碰撞。二．提出疑問，激發(fā)探究興趣師：接下來請大家觀看一個碰撞實驗，這個實驗是1666年在英國皇家學(xué)會上表演的一個實驗，在當(dāng)時引起極大的轟動。實驗儀器較為簡單，用細(xì)請大家注意觀察。師：我們請同學(xué)來描述一下剛才的實驗現(xiàn)象。生：觀察到小球1撞ft小球2，結(jié)果小球1停止，而小球2開始運動。師：你覺得這個實驗?zāi)芤饦O大轟動的原因是什么？［學(xué)生可能猜不到，但學(xué)生心中有種疑惑，為什么碰撞之后那個小球會停下來。］生：我覺得很奇怪的是，為什么碰撞之后那個小球會停下來。師：好的，請坐！接下來我們共同分析一下兩個小球的碰撞過程。1V撞ft212具有速度說明V和V’這個速度交換的碰撞結(jié)果你認(rèn)為用什么規(guī)律才能給出合理的解釋？生：這可以從系統(tǒng)動量守恒進(jìn)行解釋，碰撞之前系統(tǒng)動量為mv，碰撞后系統(tǒng)動量也是mv，碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，所以碰前的動量和碰后動量相等。即有： (1)那有沒有不同的想法，或者說心中還存有其他疑惑的？既然是從動量守恒v方向為正方向：情形1： (2)情形2： (3)它們均滿足動量守恒，但是實驗結(jié)果唯一，（2）和（3）是不可能出現(xiàn)的，這又如何解釋呢？（學(xué)生難以回答）師：既然難以解釋，是不是可以認(rèn)為除動量守恒在支配碰撞的結(jié)果之外，還有一個隱藏的規(guī)律也同時在支配著碰撞的結(jié)果。大家想想這個隱藏的規(guī)律可能是什么？生：可能是能量。師：能說下你猜想的依據(jù)嗎？生：因為沒有能量損失。師：怎樣看出來的？（1）中滿足，但是在和（3）中不滿足。師：好的！分析非常有道理，動量守恒是我們能夠確定的，而動能也相等機械能是否守恒還需要我們進(jìn)一步加以驗證。為此我們可以把碰撞前后系統(tǒng)機械能守恒作為一個假設(shè)。三．理論分析，尋找碰撞規(guī)律現(xiàn)在，我們的目標(biāo)是尋求辦法驗證碰撞前后系統(tǒng)機械能守恒這個假設(shè)是否m1速度為V0，質(zhì)量為m2的小球靜止，兩球發(fā)生正碰，碰撞之后兩小球的速V1和V2。推導(dǎo)： 以初速度V0方向為正方向（1）（2）求解： 討論：若m1＝m2，則V1＝0，V2＝V0（這就是實驗結(jié)果，兩球交換速度）若m1>m2，則V1>0，V2>0（用實驗加以驗證）若m1<m2，則V1<0，V2>0（用實驗加以驗證）（4）若m1?m2，則V1≈V0，V2≈2V0（5）若m1?m2，則V1≈－V0，V2≈0（生活實例乒乓球撞墻原速率反彈，墻不動）師：從上面推導(dǎo)過程看，理論推導(dǎo)的結(jié)果和實驗結(jié)果吻合一致，到這里我們可以認(rèn)為剛才提出的假設(shè)是符合實際情況，可以用來解釋實際情況的。在物理學(xué)中，我們把這一類滿足動能不損耗的碰撞叫做彈性碰撞。師：是不是所有的碰撞都滿足系統(tǒng)機械能守恒呢？請大家認(rèn)真觀察并思考下面兩種情形：情形1：一個質(zhì)量m=1kg的鋼球，以水平速度V0=2m/s運動，碰到一個靜止的質(zhì)量M=3kg的橡皮泥球。碰撞后兩球粘在一起向前運動。情形2：一個質(zhì)量m=1kg的木球，以水平速度V0=2m/s運動，碰到一個靜止的質(zhì)量M=3kg的泥球。碰撞后兩球分開，木球速度為V1=0.2m/s；分成兩大組進(jìn)行運算碰后兩球的速度多大？碰前兩球動能之和多大？碰后兩球動能之和多大？然后展示這兩組的運算結(jié)果。情形1：碰后兩球速度相等為0.5m/s；碰前動能之和為2J，碰后動能之和為0.5J。情形2：碰后木球速度0.2m/s，泥球速度0.6m/s；碰前動能之和為2J，碰后動能之和為0.56J。1動能損耗最大，碰撞的特征是碰后兩球粘在一起具有相同的速度，這種碰撞是非彈性碰撞中系統(tǒng)動能損耗最大的，我們稱之為完全非彈性碰2動能有損耗但沒達(dá)到最大，叫做一般碰撞。師：碰撞分為三類，一是彈性碰撞，機械能守恒；二是一般碰撞，動能有損失；三是完全非彈性碰撞，動能損失最大?？傃灾?，無論什么碰撞，機1更小的粒子之間才會遇到。因為微觀粒子相互接近時并不發(fā)生直接接觸，因此微觀粒子的碰撞又叫散射。2因此我們可以把它們當(dāng)成彈性碰撞來處理