碰撞教学设计

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碰撞教学设计

授课人:舒华林

教学目标

1、知识与技能

（1）认识弹性碰撞与非弹性碰撞，

（2）掌握弹性碰撞中等质量交换速度。

2、过程与方法：通过体会碰撞中动量守恒、机械能守恒与否，体会动量守恒定律、机械能守恒定律的应用。

3、情感、态度与价值观：感受不同碰撞的区别，培养学生勇于探索的精神。

教学重点：用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题

教学难点：对各种碰撞问题的理解．

教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。

教学用具：多媒体PPT课件。

课时安排：1课时

教学过程：

一.复习导入：

动量守恒定律需要满足什么条件?

二.引入新课：

实验演示：五个小钢球用相同的细线竖直悬挂，彼此间接触，无相互挤压。拉起一个小球，小球摆到最低点与其它小球碰撞，发现只要一个小球被撞起；继续拉起两个小球，发现被撞起两个……

教师设疑：系统发生碰撞的前后，除了满足动量守恒之外，还有什么特殊的规律吗？

观看汽车碰撞试验图片，提出碰撞这个概念。 提问：能否举出生活中碰撞的实例？ 提问：碰撞的特点？ 三.新课教学

（一）弹性碰撞与非弹性碰撞

共性: 相互作用时间短 作用力变化快 系统动量守恒

个性: 有些碰撞碰后分开，有些碰撞碰后粘在一起； 有些碰撞沿一条直线，有些碰不在一条直线上；可能机械能守恒，有些过程机械能可能不守恒……

实验：演示牛顿摆两个小球的碰撞，发现碰撞后球A 静止，球B 运动

提问：这个过程机械能守恒吗？

设疑：设两个小球的质量都为m ，球A 碰撞球B 前瞬间的速度为0v ,求碰后B 的速度以及碰撞前后系统的动能。 学生试解：设A 撞击B 球后获得速度为1v ，由动量守恒可

得： 10mv mv =

碰撞前系统的动能

2012

1mv E K =

碰撞后系统的动能

2122

1mv E K =

可以看出 21K K E E

学生回答教师总结：碰撞前后系统机械能守恒，两个球摆的高度相同。

教师提问：那两边小球摆起的角度却不相等，为什么？ 学生回答：阻力和线的摆动等原因。

学生教师提问：如果克服这些问题，两边的角度又会怎么样？ 回答：相等。

教师总结：如果碰撞前后系统的机械能保持守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞。

教师说明：如右图所示，这样的两个物体间的相互作用过程就可以等效成弹性碰撞。

教师设疑：如图所示，两个物体的质量都是m ，碰撞以前一个物体静止，另一个以速度v 向它撞去。碰后两物体粘在一起，成为一个质量为m 2的物体，以速度'v 继续前进。这个系统碰撞过程中机械能守

θ1

θ2

恒吗？怎么考虑？

学生回答：可以根据动量守恒求出碰撞后的共同速度'v ，然后分别计算碰撞前后的总动能。

学生试解：根据动量守恒定律可得：

'2mv mv =

碰撞前系统的总动能212

1mv E K = 碰撞前系统的总动能22

'2

1

mv E K = 学生回答：可以发现。碰撞前后系统的机械能不守恒（减少） 教师总结：如果碰撞前后系统的机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。

教师总结：特别的，如果碰撞后两物粘合在一起，以共同速度运动，则机械能损失最大，这样的碰撞称为叫做完全非弹性碰撞。 （二）弹性碰撞的研究

学生活动：阅读课本第18页【思考与讨论】讨论一维弹性碰撞的碰后速度的确定

学生活动：根据内容列出动量守恒与机械能守恒，列出表达式：

221101''v m v m v m +=

/

1212

22212

1021'2

1'2121v m v m v m += 得出计算结果

教师提问：1m 与2m 什么关系对呢？计算结果有什么物理意义呢？

学生讨论教师总结：下面我们对几种情况下这两个式子的结果做些分析

⑴若21m m =，即两个物体质量相等

0'1=v ，0'

2

v v = ，表示碰后A 球静止，B 的速度变为0v 即两球交换速度

⑵若21m m >时，则0'1>v ，0'

2

>v ，即大碰小，一起跑。 若21m m >>，有 0'1v v = ， 0'

2

2v v = ⑶若21m m <时，则0'1

2>v ，即小碰大，要反弹。 若21m m <<， 有1'1v v -=，0'

2

=v 教师提问：若A 球的速度为0v ，B 球的速度为1v ，则碰后两球的速度又为多少呢？本题布置为大家的课后作业。 （三）对心碰撞与非对心碰撞 课件展示：两幅台球的碰撞图片

教师提问：两种情况下的碰撞有什么不同？ 学生讨论教师总结：

对心碰撞:碰撞前后物体球心的连线与速度方向在同一条直线上运动，也叫正碰.。

非对心碰撞:碰撞前后物体不在同一条直线上运动,且碰撞后速度都偏离原来方向.也称为斜碰

学生活动：阅读课本第19页思考与讨论，大致画出碰后A的速度方向

学生思考：根据动量守恒定律，得出结果，时间充裕的话，让学生上黑板。

【例1】质量相等A、B两球在光滑水平桌面上沿同一直线，同一方向运动，A球的动量是7kg·m/s，B球的动量是5kg·m/s，当A球追上B球发生碰撞，则碰撞后两球的动量可能值是（）

A.p A'=6kg·m/s,p B'=6kg·m/s

B. p A'=3kg·m/s,p B'=9kg·m/s

C.p A'=－2kg·m/s,p B'=14kg·m/s

D. p A'=－4kg·m/s,p B'=17kg·

m/s

学生思考教师评析，得出答案A

（四）散射

学生活动：阅读课本内容，思考散射与碰撞的区别。