2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第一章 動量守恒定律 5 彈性碰撞和非彈性碰撞教案 新人教版選擇性必修第一冊

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第一章動量守恒定律5彈性碰撞和非彈性碰撞教案新人教版選擇性必修第一冊學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點(diǎn)教具教材分析“2024-2025學(xué)年新教材高中物理第一章動量守恒定律5彈性碰撞和非彈性碰撞教案新人教版選擇性必修第一冊”，本章節(jié)內(nèi)容主要圍繞動量守恒定律，深入探討彈性碰撞和非彈性碰撞的特點(diǎn)和規(guī)律。

本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合學(xué)生已學(xué)習(xí)的動量、速度等基本概念，通過實(shí)例分析彈性碰撞和非彈性碰撞的差異，讓學(xué)生理解并掌握動量守恒定律在實(shí)際問題中的應(yīng)用。同時，通過觀察和分析實(shí)際碰撞現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生對物理現(xiàn)象的觀察能力和思維能力。

在課程設(shè)計上，我將采用問題驅(qū)動的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生主動探究彈性碰撞和非彈性碰撞的規(guī)律，通過小組討論、實(shí)例分析等方式，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握動量守恒定律的應(yīng)用。此外，結(jié)合現(xiàn)代教育技術(shù)，如多媒體演示、物理實(shí)驗(yàn)等，增強(qiáng)學(xué)生對碰撞現(xiàn)象的直觀感受，提高課堂的趣味性和互動性。

在教學(xué)過程中，注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注物理知識在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科的興趣和熱愛。同時，關(guān)注學(xué)生的個體差異，因材施教，使學(xué)生在原有基礎(chǔ)上得到提高和拓展。核心素養(yǎng)目標(biāo)本章節(jié)旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度。通過學(xué)習(xí)彈性碰撞和非彈性碰撞，學(xué)生將能夠建立正確的物理觀念，理解動量守恒定律在實(shí)際碰撞現(xiàn)象中的應(yīng)用。在探究彈性碰撞和非彈性碰撞的過程中，學(xué)生將培養(yǎng)科學(xué)思維，掌握分析、推理和判斷的能力。同時，通過小組討論和實(shí)例分析，學(xué)生將提升科學(xué)探究能力，學(xué)會與他人合作、交流和表達(dá)。在教學(xué)過程中，注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，激發(fā)他們對物理學(xué)科的興趣和熱情，培養(yǎng)他們敢于質(zhì)疑、勇于探索的精神。通過本章節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生將能夠在原有基礎(chǔ)上提高物理學(xué)科核心素養(yǎng)，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法**重點(diǎn)：**

1.彈性碰撞和非彈性碰撞的物理規(guī)律

2.動量守恒定律在實(shí)際碰撞問題中的應(yīng)用

**難點(diǎn)：**

1.理解碰撞過程中系統(tǒng)動量的守恒

2.區(qū)分彈性碰撞和非彈性碰撞的特點(diǎn)

3.掌握彈性碰撞和非彈性碰撞中能量的關(guān)系

**解決辦法：**

1.利用物理實(shí)驗(yàn)和多媒體演示，直觀展示碰撞過程，幫助學(xué)生形成清晰的認(rèn)識。

2.通過具體案例分析和小組討論，讓學(xué)生在實(shí)踐中理解和掌握動量守恒定律的應(yīng)用。

3.引入數(shù)學(xué)工具，如公式推導(dǎo)和計算，加深學(xué)生對動量守恒和能量守恒的理解。

4.分層次提問，引導(dǎo)學(xué)生思考碰撞過程中的能量轉(zhuǎn)化，突破能量關(guān)系理解的難點(diǎn)。

5.提供不同難度的練習(xí)題，讓學(xué)生在練習(xí)中鞏固知識，提高解題能力。教學(xué)方法與策略1.選擇適合教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)者特點(diǎn)的教學(xué)方法

-講授：在課堂上，教師將運(yùn)用講授法，系統(tǒng)地介紹彈性碰撞和非彈性碰撞的物理規(guī)律，以及動量守恒定律的應(yīng)用。

-討論：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，鼓勵他們分享對碰撞現(xiàn)象的理解，促進(jìn)學(xué)生之間的思維碰撞和知識共享。

-案例研究：提供一系列實(shí)際的碰撞案例，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決實(shí)際問題，提高學(xué)生的應(yīng)用能力。

-項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)：讓學(xué)生分組完成一個關(guān)于彈性碰撞和非彈性碰撞的項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

2.設(shè)計具體的教學(xué)活動

-角色扮演：讓學(xué)生扮演物理學(xué)家，通過模擬發(fā)現(xiàn)和探索彈性碰撞和非彈性碰撞的過程，增強(qiáng)學(xué)生的參與感和學(xué)習(xí)興趣。

-實(shí)驗(yàn)：安排實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生親自動手進(jìn)行彈性碰撞和非彈性碰撞的實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和觀察力。

-游戲：設(shè)計一個與碰撞相關(guān)的物理游戲，讓學(xué)生在游戲中應(yīng)用動量守恒定律，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和動手能力。

3.確定教學(xué)媒體和資源的使用

-PPT：制作精美的PPT，通過圖文并茂的方式展示彈性碰撞和非彈性碰撞的原理和實(shí)例，幫助學(xué)生更好地理解和記憶。

-視頻：播放真實(shí)的碰撞現(xiàn)象視頻，讓學(xué)生直觀地感受碰撞過程，增強(qiáng)課堂的趣味性和現(xiàn)實(shí)意義。

-在線工具：利用在線工具，如物理模擬軟件，讓學(xué)生模擬彈性碰撞和非彈性碰撞的過程，提高學(xué)生的動手操作能力和解決問題的能力。教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計用時：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解彈性碰撞和非彈性碰撞的學(xué)習(xí)內(nèi)容，標(biāo)記出有疑問或不懂的地方。

設(shè)計預(yù)習(xí)問題，激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)彈性碰撞和非彈性碰撞內(nèi)容做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確彈性碰撞和非彈性碰撞教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)。

準(zhǔn)備教學(xué)用具和多媒體資源，確保彈性碰撞和非彈性碰撞教學(xué)過程的順利進(jìn)行。

設(shè)計課堂互動環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)彈性碰撞和非彈性碰撞的積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計用時：3分鐘）

激發(fā)興趣：

提出問題或設(shè)置懸念，引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入彈性碰撞和非彈性碰撞學(xué)習(xí)狀態(tài)。

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的動量守恒定律內(nèi)容，幫助學(xué)生建立知識之間的聯(lián)系。

提出問題，檢查學(xué)生對舊知的掌握情況，為彈性碰撞和非彈性碰撞新課學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計用時：25分鐘）

知識講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解彈性碰撞和非彈性碰撞知識點(diǎn)，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

突出重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)難點(diǎn)，通過對比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動探究：

設(shè)計小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞彈性碰撞和非彈性碰撞問題展開討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。

鼓勵學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和疑問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，拓展思維。

技能訓(xùn)練：

設(shè)計實(shí)踐活動或?qū)嶒?yàn)，讓學(xué)生在實(shí)踐中體驗(yàn)彈性碰撞和非彈性碰撞知識的應(yīng)用，提高實(shí)踐能力。

在彈性碰撞和非彈性碰撞新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對知識點(diǎn)進(jìn)行梳理和總結(jié)。

強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)，幫助學(xué)生形成完整的知識體系。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計用時：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對彈性碰撞和非彈性碰撞知識的掌握情況。

鼓勵學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決彈性碰撞和非彈性碰撞問題。

錯題訂正：

針對學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的錯誤，進(jìn)行及時訂正和講解。

引導(dǎo)學(xué)生分析錯誤原因，避免類似錯誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計用時：3分鐘）

知識拓展：

介紹與彈性碰撞和非彈性碰撞內(nèi)容相關(guān)的拓展知識，拓寬學(xué)生的知識視野。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神。

情感升華：

結(jié)合彈性碰撞和非彈性碰撞內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

鼓勵學(xué)生分享學(xué)習(xí)彈性碰撞和非彈性碰撞的心得和體會，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計用時：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的彈性碰撞和非彈性碰撞內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

肯定學(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的彈性碰撞和非彈性碰撞內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。知識點(diǎn)梳理本章節(jié)主要涉及以下知識點(diǎn)：

1.動量守恒定律：在一個封閉系統(tǒng)中，系統(tǒng)的總動量在沒有外力作用的情況下保持不變。

2.彈性碰撞：兩個物體在碰撞過程中，系統(tǒng)總動量守恒，同時系統(tǒng)的總動能也守恒。

3.非彈性碰撞：兩個物體在碰撞過程中，系統(tǒng)總動量守恒，但系統(tǒng)的總動能不一定守恒，可能有能量轉(zhuǎn)化為其他形式。

4.碰撞類型判斷：根據(jù)碰撞前后系統(tǒng)動能的關(guān)系，可以將碰撞分為彈性碰撞和非彈性碰撞。

5.碰撞過程分析：在碰撞過程中，物體的速度、質(zhì)量和碰撞類型是影響動量守恒和能量守恒的關(guān)鍵因素。

6.碰撞方程：在彈性碰撞中，兩個物體的速度滿足關(guān)系式v1'+v2'=v1+v2，其中v1'和v2'分別是碰撞后兩個物體的速度，v1和v2是碰撞前兩個物體的速度。

7.能量守恒：在彈性碰撞中，系統(tǒng)的總動能守恒，即(1/2)m1v1^2+(1/2)m2v2^2=(1/2)m1v1'^2+(1/2)m2v2'^2，其中m1和m2分別是兩個物體的質(zhì)量，v1'和v2'是碰撞后兩個物體的速度，v1和v2是碰撞前兩個物體的速度。

8.非彈性碰撞中的能量損失：在非彈性碰撞中，由于碰撞過程中能量的轉(zhuǎn)化為其他形式（如熱能、聲能等），系統(tǒng)的總動能不守恒。能量損失的大小可以通過計算碰撞前后系統(tǒng)動能的差值來確定。

9.非彈性碰撞的例子：如車輛碰撞、球類碰撞等，由于碰撞過程中能量的損失，導(dǎo)致碰撞物體的速度和動能發(fā)生變化。

10.動量守恒和能量守恒的應(yīng)用：在實(shí)際問題中，通過運(yùn)用動量守恒和能量守恒原理，可以分析和解決物體碰撞、爆炸等物理現(xiàn)象。板書設(shè)計①動量守恒定律

-總動量不變：P前=P后

-碰撞類型判斷：動能守恒→彈性碰撞

-動能不守恒→非彈性碰撞

②彈性碰撞

-動量守恒：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'

-動能守恒：(1/2)m1v1^2+(1/2)m2v2^2=(1/2)m1v1'^2+(1/2)m2v2'^2

③非彈性碰撞

-動量守恒：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'

-動能不守恒：(1/2)m1v1^2+(1/2)m2v2^2≠(1/2)m1v1'^2+(1/2)m2v2'^2

-能量損失：ΔE=(1/2)m1v1^2+(1/2)m2v2^2-(1/2)m1v1'^2-(1/2)m2v2'^2

④碰撞實(shí)例

-車輛碰撞：非彈性碰撞，能量轉(zhuǎn)化為熱能、聲能等

-球類碰撞：彈性碰撞，動能守恒

⑤應(yīng)用

-分析物體碰撞、爆炸等現(xiàn)象，運(yùn)用動量守恒和能量守恒原理作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.請學(xué)生根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的動量守恒定律和彈性碰撞、非彈性碰撞的知識，分析以下問題：

-當(dāng)一個物體以一定速度碰撞另一個靜止的物體時，兩個物體的最終速度是多少？

-當(dāng)一個物體以一定速度碰撞另一個物體，且碰撞后兩個物體的速度相同，這是彈性碰撞還是非彈性碰撞？

-請?jiān)O(shè)計一個實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證動量守恒定律和能量守恒定律。

2.請學(xué)生根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的動量守恒定律和彈性碰撞、非彈性碰撞的知識，解決以下實(shí)際問題：

-某輛汽車以每小時60公里的速度行駛，與另一輛靜止的汽車發(fā)生碰撞，兩車的質(zhì)量均為1500公斤，求碰撞后兩車的速度。

-某兩個小球A和B的質(zhì)量分別為10克和20克，A球以每秒10米速度碰撞B球，求碰撞后兩球的速度。

作業(yè)反饋：

1.批改學(xué)生的作業(yè)，重點(diǎn)檢查學(xué)生對動量守恒定律和彈性碰撞、非彈性碰撞的理解和應(yīng)用能力。對于存在錯誤的學(xué)生，指出其錯誤所在，并給出正確的解答。

2.對于學(xué)生在作業(yè)中出現(xiàn)的問題，及時與學(xué)生進(jìn)行溝通，了解其錯誤的原因，并給出改進(jìn)的建議。例如，對于學(xué)生無法正確判斷碰撞類型的問題，可以引導(dǎo)學(xué)生回顧動量守恒定律和動能守恒定律的應(yīng)用，幫助他們理解如何判斷碰撞類型。

3.對于學(xué)生在作業(yè)中表現(xiàn)出色的學(xué)生，給予表揚(yáng)和鼓勵，以提高他們的學(xué)習(xí)積極性。例如，對于能夠準(zhǔn)確分析實(shí)際問題并給出正確解答的學(xué)生，可以給予他們一定的獎勵，以激勵他們繼續(xù)努力。

4.對于學(xué)生在作業(yè)中出現(xiàn)的問題，及時進(jìn)行總結(jié)和反饋，以幫助其他學(xué)生避免犯同樣的錯誤。例如，對于學(xué)生在計算過程中出現(xiàn)的錯誤，可以進(jìn)行課堂講解，幫助其他學(xué)生理解和掌握正確的計算方法。典型例題講解1.例題1：兩個質(zhì)量為m的小球，一個以速度v1=10m/s向右運(yùn)動，另一個以速度v2=5m/s向左運(yùn)動。求碰撞后的速度。

答案：由于兩個小球發(fā)生彈性碰撞，根據(jù)動量守恒定律，系統(tǒng)總動量不變。設(shè)碰撞后的速度分別為v1'和v2'，則有：

m*v1+m*v2=m*v1'+m*v2'

10m/s+5m/s=v1'+v2'

15m/s=v1'+v2'

由于v1'和v2'是相反方向的速度，因此有：

v1'=15m/s-v2'

v2'=15m/s-v1'

所以，碰撞后的速度為v1'=15m/s-5m/s=10m/s，v2'=15m/s-10m/s=5m/s。

2.例題2：一輛汽車以速度v1=30m/s向右行駛，與一輛靜止的自行車發(fā)生碰撞。兩車的質(zhì)量分別為m1=1500kg和m2=75kg。求碰撞后兩車的速度。

答案：由于汽車與自行車發(fā)生彈性碰撞，根據(jù)動量守恒定律，系統(tǒng)總動量不變。設(shè)碰撞后的速度分別為v1'和v2'，則有：

m1*v1+m2*v2=m1*v1'+m2*v2'

1500kg*30m/s+75kg*0m/s=1500kg*v1'+75kg*v2'

45000kg·m/s+0kg·m/s=1500kg*v1'+75kg*v2'

45000kg·m/s=1500kg*v1'+75kg*v2'

45000kg·m/s=1500kg*v1'+75kg*v2'

300kg·m/s=75kg*v2'

v2'=300kg·m/s/75kg

v2'=4m/s

由于汽車和自行車向相反方向運(yùn)動，因此有：

v1'=v1-v2'

v1'=30m/s-4m/s

v1'=26m/s

所以，碰撞后汽車的速度為v1'=26m/s，自行車的速度為v2'=4m/s。

3.例題3：一個質(zhì)量為m的小球，以速度v1=10m/s向左運(yùn)動，與另一個質(zhì)量為2m的小球發(fā)生碰撞。求碰撞后兩個小球的速度。

答案：由于兩個小球發(fā)生彈性碰撞，根據(jù)動量守恒定律，系統(tǒng)總動量不變。設(shè)碰撞后的速度分別為v1'和v2'，則有：

m*v1+2m*v2=m*v1'+2m*v2'

10m/s+0m/s=v1'+2v2'

10m/s=v1'+2v2'

由于v1'和v2'是相反方向的速度，因此有：

v1'=10m/s-2v2'

v2'=10m/s-v1'

所以，碰撞后的速度為v1'=10m/s-2*10m/s=-10m/s，v2'=10m/s-(-10m/s)=20m/s。

4.例題4：一個質(zhì)量為m的小球，以速度v1=10