高中物理3-5碰撞教案
人教版高中物理选修3-5全册教案汇总
一直线运动。这种碰撞叫做一维碰撞。
思考一下，在一维碰撞的情况下，与物体有关的物理量有哪些？
（学生答：质量 m，速度 v）
为什么与质量 m 有关？
（学生答：相互作用力下，质量越大的物体速度改变越慢）
设两物体质量分别为 m1、m2，碰撞前速度分别为 v1、v2，碰撞后速度分 别为 v1 、 v2 。速度为矢量，因而需规定正方向。
教学 目标
围 （二）过程与方法 在理解动量守恒定律的确切含义的基础上正确区分内力和外力
（三）情感、态度与价值观
培养逻辑思维能力，会应用动量守恒定律分析计算有关问题
教学 重点 难点
★教学重点 动量的概念和动量守恒定律 ★教学难点 动量的变化和动量守恒的条件．
教学 准备
投影片，多媒体辅助教学设备
（一）引入新课
→这个关系不可能。碰撞前后能量必有损失，只是多少的问题。而
我们要寻找的物理量是在任何一种碰撞中都不变的量。
② m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 ③ m1 m2 m1 m2
v1 v2 v1 v2 ④ v1 v2 v1 v2
m1 m2 m1 m2
人教版高中物理选修 3-5 全册教案汇总
人教版高中物理选修 3-5 全册教案汇总
（四）要求学生自行设计可行性的实验方案
（例如：利用平抛运动原理，利用斜面等）
（五）补充说明：实验中还需注意两点：
1、碰撞不单止两个物体相碰，原来连在一起的两个物体，由于具有相互
排斥的力而分开，也是一种碰撞。
例如：用细线将弹簧片拉成弓形，连接两个物体，在某一时刻将细线烧
上揭示物体的运动状态，是一个动力学概念.
②矢量性：动量的方向与速度方向一致。
师：综上所述：我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以
高中物理 人教版选修3-5 第4课 碰撞
第4课碰撞备课堂教学目标：（一）知识与技能1．会用动量守恒定律处理碰撞问题。
2．掌握弹性碰撞和非弹性碰撞的区别。
3．知道对心碰撞和非对心碰撞的区别。
4．知道什么是散射。
5．会用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题．（二）过程与方法1、通过探究一维弹性碰撞的特点，体验科学探究的过程（由简单到复杂），掌握科学探究的方法（理论和实验相结合）。
2、理解从研究宏观碰撞到微观碰撞的引申思路，体验这种引申的重大意义，并进一步感受动量守恒定律的普适性。
（三）情感态度与价值观知道散射和中子的发现过程，体会理论对实践的指导作用，进一步了解动量守恒定律的普适性．重点：碰撞类问题的处理思想以及一维弹性碰撞的定量分析。
用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题。
难点：通过定性研究二维弹性碰撞，理解从研究宏观碰撞到微观碰撞的引申思路。
教学方法：讲练法、举例法、阅读法教学用具：投影仪、投影片讲法速递（一）引入新课：观看丁俊晖打斯诺克的视频，讨论回答斯诺克在碰撞中有些在一条直线上，有些不在一条直线上的原因。
板书：第4节碰撞（二）进行新课：预习检查：1．从能量角度分类(1)弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒．(2)非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒．(3)完全非弹性碰撞：碰撞后合为一体或碰后具有共同速度，这种碰撞动能损失最大． 2．从碰撞前后物体运动的方向是否在同一条直线上分类(1)正碰：(对心碰撞)两个球发生碰撞，如果碰撞之前球的速度方向与两球心的连线在同一条直线上，碰撞之后两个球的速度方向仍会沿着这条直线的方向而运动．(2)斜碰：(非对心碰撞)两个球发生碰撞，如果碰撞之前球的运动速度方向与两球心的连线不在同一条直线上，碰撞之后两球的速度方向都会偏离原来两球心的连线而运动．判断正误：1．发生碰撞的两个物体，动量是守恒的．(√) 2．发生碰撞的两个物体，机械能是守恒的．(×)3．碰撞后，两个物体粘在一起，动量是守恒的，但机械能损失是最大的．(√) 思考：两小球发生对心碰撞，碰撞过程中，两球的机械能守恒吗？【提示】 两球发生对心碰撞，动量是守恒的，但机械能不一定守恒，只有发生弹性碰撞时，机械能才守恒．预习检查： 1．弹性碰撞特例(1)两质量分别为m 1、m 2的小球发生弹性正碰，v 1≠0，v 2＝0，则碰后两球速度分别为v 1′＝m 1－m 2m 1＋m 2v 1，v 2′＝2m 1m 1＋m 2v 1.(2)若m 1＝m 2的两球发生弹性正碰，v 1≠0，v 2＝0，则v ′1＝0，v ′2＝v 1，即两者碰后交换速度． (3)若m 1≪m 2，v 1≠0，v 2＝0，则二者弹性正碰后，v 1′＝－v 1，v 2′＝0.表明m 1被反向以原速率弹回，而m 2仍静止．(4)若m 1≫m 2，v 1≠0，v 2＝0，则二者弹性正碰后，v ′1＝v 1，v ′2＝2v 1.表明m 1的速度不变，m 2以2v 1的速度被撞出去．2．散射 (1)定义微观粒子相互接近时并不发生直接接触，因此微观粒子的碰撞又叫做散射． (2)散射方向由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小，所以多数粒子在碰撞后飞向四面八方． 判断正误：1．与静止的小球发生弹性碰撞时，入射小球碰后的速度不可能大于其入射速度．(√) 2．两球发生弹性正碰时，两者碰后交换速度．(×)3．微观粒子发生散射时，并不是微观粒子直接接触碰撞．(√)思考：1．如图所示，光滑水平面上并排静止着小球2、3、4，小球1以速度v 0射来，已知四个小球完全相同，小球间发生弹性碰撞，则碰撞后各小球的运动情况如何？【提示】 小球1与小球2碰撞后交换速度，小球2与小球3碰撞后交换速度，小球3与小球4碰撞后交换速度，最终小球1、2、3静止，小球4以速度v 0运动．2．微观粒子能否碰撞？动量守恒定律适用于微观粒子吗？【提示】 宏观物体碰撞时一般相互接触，微观粒子碰撞时不一定接触，但只要符合碰撞的特点，就可认为是发生了碰撞，可以用动量守恒的规律分析求解．弹性碰撞的规律推导：质量为m 1的物体，以速度v 1与原来静止的物体m 2发生完全弹性碰撞，设碰撞后它们的速度分别为v ′1和v ′2，碰撞前后的速度方向均在同一直线上。
高中物理碰撞复习课教案
高中物理碰撞复习课教案
教学目标：
1. 复习和巩固学生对碰撞理论的基本概念；
2. 加深学生对碰撞定律和碰撞类型的理解；
3. 提升学生解题和应用碰撞理论的能力。
教学内容：
1. 碰撞的基本概念
2. 完全弹性碰撞和非完全弹性碰撞
3. 碰撞的定律
4. 质点的碰撞问题
教学过程：
一、导入（5分钟）
教师通过引入碰撞的实际场景，引发学生对碰撞现象的兴趣，并带入今天的学习内容。
二、讲解（15分钟）
1. 讲解碰撞的基本概念
2. 分别介绍完全弹性碰撞和非完全弹性碰撞的特点和应用
3. 探讨碰撞的定律及其物理意义
三、案例分析（20分钟）
教师通过几个碰撞问题案例，引导学生分析并解决问题，加深他们对碰撞理论的理解和应用能力。
四、练习（15分钟）
学生根据给出的碰撞问题，分组讨论并解答，教师辅导并纠正错误，加强学生对碰撞理论的掌握。
五、总结与反思（5分钟）
教师对本节课的重点内容进行总结，并鼓励学生反思学习过程中的收获和不足之处。
六、作业布置（5分钟）
布置相关的碰撞题目，要求学生认真完成，并在下节课上检查。
教学资源：
1. 碰撞理论教材资料
2. 碰撞问题案例
3. 解题方法和技巧的指导
教学评估：
1. 学生参与度和课堂表现
2. 学生课后作业完成情况
3. 学生对碰撞理论的理解程度和应用能力
教学反思：
通过不断调整教学方法和内容，提高学生的学习兴趣和学习效果，促进他们在物理学习中取得更好的成绩。
高中物理 人教版选修3-5 第1课 实验：探究碰撞中的不变量
第1课实验：探究碰撞中的不变量备课堂教学目标：（一）知识与技能1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路；2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法；3、掌握实验数据处理的方法。
（二）过程与方法知道实验探究过程。
（三）情感态度与价值观渗透物理学方法的教育，体会科学探究的要素。
重点：探究碰撞中的不变量的基本思路难点：碰撞前后的速度的测量方法教学方法：多媒体展示、实验演示、推理计算教学用具：细线2条、小钢球若干、打点计时器、电源、导线若干、小车2个、橡皮泥、撞针讲法速递（一）引入新课：碰撞是常见的现象，以宏观、微观现象为例，从生产、生活中的现象（包括实验现象）中提出研究的问题----碰撞前后是否有什么物理量保持不变？引导学生从现象出发去发现隐藏在现象背后的自然规律。
板书：第1节实验：探究碰撞中的不变量（二）进行新课： 演示:A 、B 是两个悬挂起来的钢球，质量相等。
使B 球静止，拉起A 球，放开后A 与B 碰撞，观察碰撞前后两球运动的变化。
换为质量相差较多的两个小球，重做以上实验通过演示实验的结果看出，两物体碰后质量虽然没有改变，但运动状态改变的程度与物体质量的大小有关。
让学生通过观察现象猜想碰撞前后可能的“不变量”描述思路：两个物体各自的质量与自己的速度的乘积之和是不是不变量？ m 1 v 1 + m 2v 2 = m 1 v 1’ + m 2 v 2’ ？或者，各自的质量与自己的速度的二次方的乘积之和是不变量？ m 1 v 12+ m 2v 22= m 1 v 1’2+ m2 v 2’2？也许，两个物体的速度与自己质量的比值之和在碰撞前后保持不变？22112211m v m v m v m v '+'=+ ？……指明了探究的方向和实验的目的制定计划与设计实验：P4～P5参考案例：给学生一定的设计空间 P3需要考虑的问题: 讨论操作和数据处理中的技术性问题（1）获得一维碰撞的方案①利用气垫导轨实现两滑块发生一维碰撞；②利用等长悬线悬挂等大小球实现两球发生一维碰撞；③利用小车在光滑桌面上碰撞另一静止小车实现一维碰撞。
高中物理碰撞教案
高中物理碰撞教案1. 了解碰撞的概念和分类；2. 掌握碰撞的动量守恒定律和能量守恒定律；3. 能够应用碰撞定律解决实际问题。
教学重点和难点：重点：碰撞的概念和分类，碰撞的动量守恒定律和能量守恒定律；难点：在实际问题中应用碰撞定律解决问题。
教学过程：一、导入新知识（5分钟）教师展示一个碰撞的视频，引导学生思考碰撞是什么，碰撞有哪些种类。
二、讲解碰撞的概念和分类（10分钟）1. 碰撞是指两个或两个以上的物体在一定的时间内发生的相互作用。
2. 根据碰撞前后物体之间的作用力，可以将碰撞分为完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞和部分弹性碰撞。
三、讲解碰撞的动量守恒定律（15分钟）1. 动量守恒定律：在没有外力作用的条件下，系统总动量守恒，即碰撞前后系统的总动量保持不变。
2. 利用动量守恒定律可以解决一些碰撞问题。
四、讲解碰撞的能量守恒定律（15分钟）1. 能量守恒定律：在没有外力做功的条件下，系统的总机械能守恒，即碰撞前后系统的总机械能保持不变。
2. 利用能量守恒定律可以解决一些碰撞问题。
五、解决实例问题（15分钟）教师出示几个碰撞问题，让学生尝试应用碰撞定律解决。
六、总结归纳（5分钟）1. 确认学生是否掌握了碰撞的概念和分类；2. 让学生总结碰撞的动量守恒定律和能量守恒定律的应用方法。
作业布置：1. 完成课堂练习题；2. 阅读教材相关章节，做好笔记。
教学反思：本节课教学目标达成良好，学生对碰撞的概念和分类有了基本的了解，对碰撞定律的应用也有一定的掌握。
在以后的教学中，可以通过更多的实例让学生加深对碰撞定律的理解，进一步提高学生的应用能力。
高中物理车辆碰撞问题教案
高中物理车辆碰撞问题教案一、教学目标：1. 了解车辆碰撞的基本原理和相关物理概念。
2. 掌握碰撞的动量守恒定律和能量守恒定律。
3. 能够应用碰撞定律解决实际问题。
二、教学重点和难点：1. 碰撞的基本原理和动量守恒定律、能量守恒定律的应用。
2. 车辆碰撞问题的实际应用分析和解决。
三、教学内容：1. 车辆碰撞的基本情况和分类。
2. 动量守恒定律和能量守恒定律的概念和公式推导。
3. 车辆碰撞问题的具体案例分析。
四、教学过程：1. 导入：通过播放车辆碰撞视频或图片，引起学生对碰撞问题的兴趣。
2. 提出问题：介绍碰撞的基本概念和分类，让学生思考为什么碰撞会发生，如何影响碰撞结果。
3. 理论分析：讲解动量守恒定律和能量守恒定律的概念和公式推导，让学生掌握碰撞问题的基本理论知识。
4. 案例分析：通过解决不同类型的车辆碰撞问题，让学生应用动量守恒定律和能量守恒定律解决实际问题。
5. 总结归纳：总结碰撞问题的解决方法和注意事项，巩固学生对碰撞问题的理解和掌握。
6. 拓展应用：引导学生探讨其他类型的碰撞问题，培养学生的动手实践能力和创新思维。
五、教学评估：1. 课堂小测验：通过课堂小测验检测学生对碰撞问题的理解和掌握程度。
2. 课堂讨论：组织学生讨论解决碰撞问题的策略和方法，评价学生的思维能力和合作能力。
六、教学反馈：1. 及时纠错：根据学生在课堂表现，及时指出其存在的问题，并给予指导和帮助。
2. 知识强化：通过课后作业或练习巩固碰撞问题的知识点，提高学生的理解和应用能力。
七、教学资源：1. 教材：高中物理教材。
2. 多媒体课件：用于辅助教学和展示案例分析。
3. 实验装置：用于演示碰撞实验和观测现象。
八、教学反思：1. 根据学生的反馈和表现，调整教学方式和内容，提高教学效果和学习兴趣。
2. 不断拓展教学内容和案例，激发学生的学习热情和创新意识。
高中物理碰撞教案设计
高中物理碰撞教案设计
教学目标：
1. 了解碰撞的概念和特点
2. 掌握碰撞的基本公式和定律
3. 能够应用所学知识解决简单的碰撞问题
教学内容：
1. 碰撞的定义和分类
2. 碰撞的基本定律
3. 碰撞的动量守恒和动能守恒定律
教学重点：
1. 碰撞的定义和特点
2. 碰撞的动量守恒定律的应用
教学难点：
1. 碰撞的动量守恒和动能守恒定律的理解和应用
教学准备：
1. 实验器材：小球、弹簧、测量工具等
2. 教学课件和教学素材
3. 课堂练习题和实验操作指导
教学过程：
一、导入（5分钟）
老师介绍碰撞的概念和重要性，引导学生思考日常生活中碰撞现象的实例，并激发学生学习的兴趣。
二、讲解（15分钟）
1. 碰撞的定义和分类
2. 碰撞的基本定律
3. 碰撞的动量守恒和动能守恒定律
三、实验操作（20分钟）
老师组织学生进行碰撞实验，让学生亲身体验碰撞现象，加深他们对碰撞的理解。
四、总结（5分钟）
引导学生总结碰撞的特点和定律，并解答学生可能出现的问题。
五、课堂练习（15分钟）
布置一些与碰撞相关的练习题，让学生巩固所学知识。
六、作业布置（5分钟）
布置相关的作业，让学生在家继续复习和巩固所学内容。
教学反思：
通过本节课的教学，学生能够初步了解碰撞的概念和特点，掌握碰撞的基本定律，并能够
应用所学知识解决简单的碰撞问题。
同时，通过实验操作和课堂练习的引导，学生的动手
能力和问题解决能力也得到了提高。
在以后的教学中，可以通过更多实验操作和案例分析，进一步拓展学生的碰撞知识，提高他们的学习兴趣和学习效果。
(沪科版)高中物理选修3-5教师用书：第1章 1.3动量守恒定律的案例分析 含解析
学习目标知识脉络1.会用动量守恒定律处理碰撞和爆炸问题．(重点)2．知道反冲运动的概念及反冲运动的一些应用．3．知道反冲运动的原理．(重点)4．掌握应用动量守恒定律解决反冲运动问题．(重点、难点)5．了解火箭的工作原理及决定火箭最终速度大小的因素．(难点)用动量守恒分析碰撞和爆炸问题[核心点击]1．碰撞过程的分析在所给条件不足的情况下，碰撞结果有各种可能，但不管哪种结果必须同时满足以下三条：(1)系统动量守恒，即p1＋p2＝p1′＋p2′.(2)系统动能不增加，即Ek1＋Ek2≥E′k1＋E′k2或＋≥＋.(3)符合实际情况，如果碰前两物体同向运动，则后面的物体速度必大于前面物体的速度，即v后＞v前，否则无法实现碰撞．碰撞后，原来在前的物体的速度一定增大，且原来在前的物体速度大于或等于原来在后的物体的速度，即v′前≥v′后，否则碰撞没有结束．如果碰前两物体相向运动，则碰后两物体的运动方向不可能都不改变，除非两物体碰撞后速度均为零．2．碰撞与爆炸的特点(1)碰撞的特点是动量守恒，动能不增加．例如，子弹射入自由木块中；两相对运动物体间的绳子绷紧；物块在放置于光滑水平面上的木板上运动直至相对静止；物体冲上放置于光滑水平面上的斜面直至最高点．这些情景中，系统动量守恒(或某一方向上动量守恒)，动能转化为其他形式的能，末状态两物体相对静止．可应用动量守恒定律，必要时结合能量的转化和守恒定律分析求解．(2)爆炸的特点是动量守恒，其他形式的能转化为动能．同样，在很多情况下相互作用的物体具有类似的特点．例如，光滑水平面上弹簧将两物体弹开；人从车(或船)上跳离；物体从放置于光滑水平面上的斜面上滑下．这些过程与爆炸具有类似的特征，可应用动量守恒定律，必要时结合能量的转化和守恒定律分析求解．1．(多选)如图131所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6 m/s，B 球的速度是－2 m/s，不久A、B两球发生了碰撞(碰撞前后两物体在同一直线上运动)．对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果可以实现的是( )图131A．vA′＝－2 m/s，vB′＝6 m/sB．vA′＝2 m/s，vB′＝2 m/sC．vA′＝－3 m/s，vB′＝7 m/sD．vA′＝－6 m/s，vB′＝2 m/s【解析】两球碰撞前后应满足动量守恒定律及碰后两球的动能之和不大于碰前两球的动能之和．即mAvA＋mBvB＝mAvA′＋mBvB′①，mAv＋mBv≥mAvA′2＋mBvB′2②，答案C中满足①式，但不满足②式，答案D中满足②式，但不满足①式，所以C、D选项均错误．【答案】AB2．两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为2 kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v＝6 m/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量4 kg的物块C静止在前方，如图132所示．B与C碰撞后二者会粘在一起运动．则在以后的运动中：图132(1)当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为多大？(2)系统中弹性势能的最大值是多少？【解析】(1)当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大．由A、B、C三者组成的系统动量守恒有(mA＋mB)v＝(mA＋mB＋mC)·vABC，解得vABC＝ m/s＝3 m/s.(2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间B、C两者速度为vBC，则mBv＝(mB＋mC)vBC，vBC＝ m/s＝2 m/s，设物块A、B、C速度相同时弹簧的弹性势能最大为Ep，根据能量守恒Ep＝(mB＋mC)v＋mAv2－(mA＋mB＋mC)v＝×(2＋4)×22 J＋×2×62 J－×(2＋2＋4)×32 J＝12 J.【答案】(1)3 m/s(2)12 J3．从某高度自由下落一个质量为M的物体，当物体下落h时，突然炸裂成两块，已知质量为m的一块碎片恰能沿竖直方向回到开始下落的位置，求：(1)刚炸裂时另一块碎片的速度；(2)爆炸过程中有多少化学能转化为碎片的动能？【解析】(1)M下落h时：由动能定理得Mgh＝Mv2，解得v＝2gh爆炸时动量守恒：Mv＝－mv＋(M－m)v′v′＝，方向竖直向下．(2)爆炸过程中转化为动能的化学能等于系统动能的增加量，即ΔEk＝mv2＋(M－m)v′2－Mv2＝(m－M)v2＋＝.【答案】(1)，方向竖直向下(2)4MmghM－m判断一个碰撞是否发生的三个切入点(1)是否符合动量守恒定律．(2)系统的总动能如何变化，如果增加则碰撞不可能发生．(3)碰撞前后的运动情况是否符合实际情况．反冲现象[先填空]1．定义物体系统的一部分向某方向运动，而其余部分向相反方向运动的现象叫做反冲．2．特点(1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动．(2)反冲现象中，相互作用力一般较大，通常可以用动量守恒定律来处理．(3)反冲现象中，由于有其它形式的能转变为机械能，所以系统的总动能增加．[再判断]1．做反冲运动的两部分的动量一定大小相等，方向相反．(√)2．一切反冲现象都是有益的．(×)3．章鱼、乌贼的运动利用了反冲的原理．(√)[后思考]1．反冲运动中，内力做功的代数和是否为零？【提示】不为零．反冲运动中，两部分受到的内力做功的代数和为正值．2．两位同学在公园里划船，当小船离码头大约1.5 m时，有一位同学心想：自己在体育课上立定跳远的成绩从未低于2 m，跳到岸上绝对没有问题．于是她纵身一跳，结果却掉到了水里(如图133所示)，她为什么不能如她所想的那样跳到岸上呢？图133【提示】这位同学与船组成的系统在不考虑水的阻力的情况下，所受合外力为零，在她跳起前后遵循动量守恒定律．在她向前跳起瞬间，船要向后运动．[核心点击]1．反冲运动的特点及遵循的规律(1)特点：是物体之间的作用力与反作用力产生的效果．(2)条件：①系统不受外力或所受外力的矢量和为零．②内力远大于外力；③系统在某一方向上不受外力或该方向上所受外力之和为零．(3)反冲运动遵循动量守恒定律．2．讨论反冲运动应注意的两个问题(1)速度的反向性对于原来静止的物体，被抛出部分具有速度时，剩余部分的运动方向与被抛出部分必然相反．(2)速度的相对性一般都指对地速度．3．“人船模型”问题(1)定义两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒．在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比．这样的问题归为“人船模型”问题.(2)特点①两物体满足动量守恒定律：m11－m22＝0.②运动特点：人动船动，人停船停，人快船快，人慢船慢，人左船右；人船位移比等于它们质量的反比；人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的反比，即＝＝.③应用此关系时要注意一个问题：即公式1、2和x一般都是相对地面而言的．4．小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图134所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3、S4(图中未画出)，要使小车向前运动，可采用的方法是打开阀门________．图134【解析】根据水和车组成的系统动量守恒，原来系统动量为零，由0＝m水v水＋m车v车知，车的运动方向与水的运动方向相反，故水应向后喷出，应打开阀门S2.【答案】S25．质量为M的热气球吊筐中有一质量为m的人，共同静止在距地面为h的高空中．现从气球上放下一根质量不计的软绳，为使此人沿软绳能安全滑到地面，则软绳至少有多长？【导学号：060920xx】【解析】如图所示，设绳长为L，人沿软绳滑至地面的时间为t，由图可知，L＝x人＋x球．设人下滑的平均速度大小为v人，气球上升的平均速度大小为v球，由动量守恒定律得：0＝Mv球－mv人即0＝M－m，0＝Mx球－mx人又有x人＋x球＝L，x人＝h解以上各式得：L＝h.【答案】h解决“人船模型”应注意两点(1)适用条件：①系统由两个物体组成且相互作用前静止，系统总动量为零；②在系统内发生相对运动的过程中至少有一个方向的动量守恒(如水平方向或竖直方向)．(2)画草图：解题时要画出各物体的位移关系草图，找出各长度间的关系，注意两物体的位移是相对同一参考系的位移．火箭[核心点击]1．原理火箭的飞行应用了反冲的原理，靠喷出气流的反冲作用来获得巨大速度．2．火箭的速度设火箭在Δt时间内喷射燃气的质量为Δm，速度为u，喷气后火箭的质量为m，获得的速度为v，由动量守恒定律：0＝mv＋Δmu，得v ＝－u.即：火箭获得速度取决于燃气喷出速度u及燃气质量与火箭本身质量之比两个因素．3．多级火箭由于受重力的影响，单级火箭达不到发射人造地球卫星所需要的7.9 km/s，实际火箭为多级．多级火箭发射时，较大的第一级火箭燃烧结束后，便自动脱落，接着第二级、第三级依次工作，燃烧结束后自动脱落，这样可以不断地减小火箭壳体的质量，减轻负担，使火箭达到远远超过使用同样多的燃料的一级火箭所能达到的速度．目前多级火箭一般都是三级火箭，因为三级火箭能达到目前发射人造卫星的需求．6．一航天器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力，探测器匀速运动时，其喷气方向为________．【解析】探测器匀速运动时，通过喷气获得的推动力与月球对探测器的引力的合力为零，根据反冲运动的特点可知应竖直向下喷气．【答案】竖直向下7．将静置在地面上，质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体．忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是________．【解析】应用动量守恒定律解决本题，注意火箭模型质量的变化．取向下为正方向，由动量守恒定律可得：0＝mv0－(M－m)v′，故v′＝.【答案】mv0M－m8．一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v＝1 000 m/s(相对地面)，设火箭质量M＝300 kg，发动机每秒喷气20次．求当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？【解析】选取整体为研究对象。
2021年高中物理人教版选修3-5教学案：第16章第1节实验：探究碰撞中的不变量版含解析
第1节实验：探究碰撞中的不变量一、实验目的1．明确探究物体碰撞中的不变量的根本思路.2．探究一维碰撞中的不变量.二、实验原理在一维碰撞中,测出物体的质量m和碰撞前后物体的速度v、v′ ,找出碰撞前的动量p ＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′ ,看碰撞前后动量是否守恒.[实验方案一]利用气垫导轨完成一维碰撞实验[实验器材]气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等.图16-1-1[实验步骤]1．测质量：用天平测出滑块质量.2．安装：正确安装好气垫导轨 .3．实验：接通电源,利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量.②改变滑块的初速度大小和方向) .4．验证：一维碰撞中的动量守恒.[数据处理]1．滑块速度的测量：v＝ΔxΔt,式中Δx为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出,也可直接测量) ,Δt为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间.2．验证的表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′[实验方案二]利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验[实验器材]带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等.[实验步骤]1．测质量：用天平测出两小球的质量m1、m2 .2．安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来 .3．实验：一个小球静止,拉起另一个小球,放下时它们相碰.图16-1-24．测速度：可以测量小球被拉起的角度,从而算出碰撞前对应小球的速度,测量碰撞后小球摆起的角度,算出碰撞后对应小球的速度.5．改变条件：改变碰撞条件,重复实验.6．验证：一维碰撞中的动量守恒.[数据处理]1．摆球速度的测量：v＝2gh,式中h为小球释放时(或碰撞后摆起的)高度,h可用刻度尺测量(也可由量角器和摆长计算出) .2．验证的表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′[实验方案三]在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验[实验器材]光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥.图16-1-3[实验步骤]1．测质量：用天平测出两小车的质量.2．安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端,把纸带穿过打点计时器,连在小车的后面,在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥 .3．实验：接通电源,让小车A运动,小车B静止,两车碰撞时撞针插入橡皮泥中,把两小车连接成一体运动.4．测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由v＝ΔxΔt算出速度.5．改变条件：改变碰撞条件,重复实验. 6．验证：一维碰撞中的动量守恒.[数据处理]1．小车速度的测量：v＝ΔxΔt,式中Δx是纸带上两计数点间的距离,可用刻度尺测量,Δt为小车经过Δx的时间,可由打点间隔算出.2．验证的表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′[实验方案四]利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律[实验器材]斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等 .图16-1-4[实验步骤]1．测质量：用天平测出两小球的质量,并选定质量大的小球为入射小球.2．安装：按照图16-1-4所示安装实验装置.调整固定斜槽使斜槽底端水平 .3．铺纸：白纸在下,复写纸在上且在适当位置铺放好.记下重垂线所指的位置O .4．放球找点：不放被撞小球,每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下,重复10次.用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面 .圆心P就是小球落点的平均位置.5．碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端,每次让入射小球从斜槽同一高度自由滚下,使它们发生碰撞,重复实验10次.用步骤4的方法,标出碰后入射小球落点的平均位置M 和被撞小球落点的平均位置N .如图16-1-5所示.图16-1-56．验证：连接ON ,测量线段OP、OM、ON的长度.将测量数据填入表中 .最||后代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON ,看在误差允许的范围内是否成立.7．结束：整理好实验器材放回原处.[数据处理]验证的表达式：m1·OP＝m1·OM＋m2·ON三、本卷须知1．前提条件：碰撞的两物体应保证 "水平〞和 "正碰〞 .2．方案提醒(1)假设利用气垫导轨进行验证,调整气垫导轨时,应注意利用水平仪确保导轨水平 .(2)假设利用摆球进行验证 ,两摆球静止时球心应在同一水平线上 ,且刚好接触 ,摆线竖直 ,将摆球拉起后 ,两摆线应在同一竖直面内 .(3)假设利用两小车相碰进行验证 ,要注意平衡摩擦力 .(4)假设利用平抛运动规律进行验证 ,安装实验装置时 ,应注意调整斜槽 ,使斜槽末端水平 ,且选质量较大的小球为入射小球 .四、误差分析1．系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求 .(1)碰撞是否为一维 .(2)实验是否满足动量守恒的条件 ,如气垫导轨是否水平 ,两球是否等大 ,用长木板实验时是否平衡掉摩擦力 .2．偶然误差：主要来源于质量m 和速度v 的测量 .[例1] 利用如图16-1-6所示的实验装置 ,可探究碰撞中的不变量 ,由于小球的下落高度是定值 ,所以 ,小球落在地面上的水平位移就代表了平抛运动时水平初速度的大小 ,这样碰前速度和碰后速度就可以用平抛运动的水平位移来表示 .图16-1-6(1)(多项选择)为了尽量准确找到碰撞中的不变量 ,以下要求正确的选项是________ .A ．入射小球的半径应该大于被碰小球的半径B ．入射小球的半径应该等于被碰小球的半径C ．入射小球每次应该从斜槽的同一位置由静止滑下D ．斜槽末端必须是水平的(2)(多项选择)关于小球的落点 ,以下说法正确的选项是________ .A ．如果小球每次从斜槽的同一位置由静止滑下 ,重复几次的落点一定是完全重合的B ．由于偶然因素存在 ,重复操作时小球的落点不会完全重合 ,但是落点应当比较密集C ．测定落点P 的位置时 ,如果几次落点的位置分别为P 1、P 2、…P n ,那么落点的平均位置OP ＝OP 1＋OP 2＋…＋OP n nD ．尽可能用最||小的圆把各个落点圈住 ,这个圆的圆心位置就是小球落点的平均位置[解析] (1)只有两个小球的半径相等 ,才能保证碰后小球做平抛运动 ,所以A 错误 ,B 正确；入射小球每次应该从斜槽的同一位置由静止滑下 ,才能使得小球平抛运动的落点在同一位置,所以C正确；斜槽末端必须水平也是保证小球碰后做平抛运动的必要条件,所以D 正确 .(2)为了提高实验的准确性,需要重复屡次,找到小球平抛落地的平均位置,只有这样,才能有效减小偶然误差,因此B、D选项正确.[答案](1)BCD(2)BD[例2]如图16-1-7所示为气垫导轨上两个滑块A、B相互作用后运动过程的频闪照片,频闪的频率为10 Hz .开始时两个滑块静止,它们之间有一根被压缩的轻弹簧,滑块用绳子连接,绳子烧断后,两个滑块向相反方向运动.滑块A、B的质量分别为200 g、300 g ,根据照片记录的信息,A、B离开弹簧后,A滑块做________运动,其速度大小为________m/s ,本实验中得出的结论是_______________________________________________________ ________________________________________________________________________ .图16-1-7[思路点拨][解析]由题图可知,A、B离开弹簧后,均做匀速直线运动,开始时v A＝0 ,v B＝0 ,A、B被弹开后,v A′＝0.09 m/s ,v B′＝0.06 m/s ,m A v A′×0.09 kg·m/s＝0.018 kg·m/sm B v B′×0.06 kg·m/s＝0.018 kg·m/s由此可得：m A v A′＝m B v B′ ,即0＝m B v B′－m A v A′结论是：两滑块组成的系统在相互作用过程中质量与速度乘积的矢量和守恒 .[答案]匀速直线0.09两滑块组成的系统在相互作用过程中质量与速度乘积的矢量和守恒[例3]把两个大小相同、质量不等的金属球用细线连接起来,中间夹一被压缩的轻弹簧,置于摩擦可以忽略不计的水平桌面上,如图16-1-8所示.现烧断细线,观察两球的运动情况,进行必要的测量,探究物体间发生相互作用时的不变量.图16-1-8测量过程中：(1)还必须添加的器材有_____________________________________________ .(2)需直接测量的数据是_________________________________________________ .(3)需要验算的表达式如何表示? ____________________________________ .[解析]本实验是在 "探究物体间发生相互作用时的不变量〞时,为了确定物体速度的方法进行的迁移.两球弹开后,分别以不同的速度离开桌面做平抛运动,两球做平抛运动的时间相等,均为t＝2hg(h为桌面离地的高度) .根据平抛运动规律,由两球落地点距抛出点的水平距离x＝v t知,两球水平速度之比等于它们的射程之比,即v1∶v2＝x1∶x2 ,所以本实验中只需测量x1、x2即可,测量x1、x2时需准确记下两球落地点的位置,故需要刻度尺、白纸、复写纸、图钉、细线、铅锤、木板等.假设要探究m1x1＝m2x2或者m1x21＝m2x22或者x1m1＝x2m2…是否成立,还需用天平测量两球的质量m1、m2 .[答案](1)刻度尺、白纸、复写纸、图钉、细线、铅锤、木板、天平(2)两球的质量m1、m2 ,两球碰后的水平射程x1、x2(3)m1x1＝m2x21．(多项选择)在用打点计时器做 "探究碰撞中的不变量〞实验时,以下哪些操作是正确的()A．相互作用的两车上,一个装上撞针,一个装上橡皮泥,是为了改变两车的质量B．相互作用的两车上,一个装上撞针,一个装上橡皮泥,是为了碰撞后粘在一起C．先接通打点计时器的电源,再释放拖动纸带的小车D．先释放拖动纸带的小车,再接通打点计时器的电源解析：选BC车的质量可以用天平测量,没有必要一个用钉子而另一个用橡皮泥配重.这样做的目的是为了碰撞后两车粘在一起有共同速度,选项B正确；打点计时器的使用原那么是先接通电源,C项正确 .2．(多项选择)在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量的实验中,哪些因素可导致实验误差()A．导轨安放不水平B．小车上挡光板倾斜C．两小车质量不相等D．两小车碰后连在一起解析：选AB导轨不水平,小车速度将会受重力影响,A项可导致实验误差；挡光板倾斜会导致挡光板宽度不等于挡光阶段小车通过的位移,导致速度计算出现误差,B项可导致实验误差.3．(多项选择)在做 "探究碰撞中的不变量〞实验时,必须测量的物理量是()A．入射小球和被碰小球的质量B．入射小球和被碰小球的半径C．入射小球从静止释放时的起始高度D．斜槽轨道的末端到地面的高度E．不放被碰小球时,入射小球飞出的水平射程F．入射小球和被碰小球碰撞后飞出的水平射程解析：选AEF从同一高度做平抛运动,飞行时间t相同,所以需要测出的量有：未碰时入射小球的水平射程,碰后入射小球的水平射程,碰后被碰小球的水平射程,及两球质量的大小.4.如图16-1-9所示,某同学利用两个半径相同的小球及斜槽探究碰撞中的不变量,主要步骤如下：图16-1-9(1)用天平测出两个小球的质量m1＝32.6 g、m2＝20.9 g .记下斜槽末端在水平面上的投影O .(2)不放置被碰小球,让入射小球m1从某位置由静止释放,记下m1的落地点P .(3)把被碰小球m2置于斜槽末端,如下列图,让小球m1从斜槽上同一位置由静止释放,记下小球m1、m2的落地点M、N .(4)把被碰小球m2的左面粘上一小块胶布,然后重复步骤(3) .(5)测量各自的水平射程,记录在下表中.OP OM ON不粘胶布时56.0 cm 12.5 cm 67.8 cm粘胶布时56.0 cm 20.4 cm 55.3 cm关于碰撞中的不变量,该同学有以下猜想A．v1＝v1′＋v2′B．m1v1＝m1v1′＋m2v2′C.12m 1v 21＝12m 1v 1′2＋12m 2v 2′2 其中v 1指不放置m 2时入射小球做平抛运动的初速度 ,v 1′、v 2′指放置被碰小球时m 1、m 2做平抛运动的初速度 .由实验数据经计算分析 ,判断哪一种猜想正确________(填选项前的序号) .解析：根据题中所给两小球的质量和题表中的数据 ,经过计算可知m 1v 1＝m 1v 1′＋m 2v 2′ ,选项B 正确 .答案：B5．某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车甲的前端粘有橡皮泥 ,推动小车甲使之做匀速直线运动 .然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体 ,而后两车继续做匀速直线运动 ,他设计的具体装置如图16-1-10所示 .在小车甲后连着纸带 ,打点计时器打点频率为50 Hz ,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力 .图16-1-10(1)假设已得到打点纸带如图16-1-11所示 ,并测得各计数点间距并标在图上 ,A 为运动起始的第|一点 ,那么应选________段计算小车甲的碰前速度 ,应选________段来计算小车甲和乙碰后的共同速度(以上两空选填 "AB 〞 "BC 〞 "CD 〞或 "DE 〞) .图16-1-11(2)已测得小车甲的质量m 甲＝0.40 kg ,小车乙的质量m 乙＝0.20 kg ,由以上测量结果可得：碰前m 甲v 甲＋m 乙v 乙＝________________kg·m/s ；碰后m 甲v 甲′＋m 乙v 乙′＝________kg·m/s .(3)通过计算得出的结论是什么 ?解析：(1)观察打点计时器打出的纸带 ,点迹均匀的阶段BC 应为小车甲与乙碰前的阶段 ,CD 段点迹不均匀 ,故CD 应为碰撞阶段 ,甲、乙碰撞后一起匀速直线运动 ,打出间距均匀的点 ,故应选DE 段计算碰后共同的速度 .(2)v 甲＝BC Δt ＝1.05 m/s ,v ′＝DE Δt＝0.695 m/s m 甲v 甲＋m 乙v 乙＝0.420 kg·m/s碰后m 甲v 甲′＋m 乙v 乙′＝(m 甲＋m 乙)v ′×0.695 kg·m/s ＝0.417 kg·m/s .(3)在误差允许范围内 ,碰撞前后两个小车的m v 之和是相等的 .答案：(1)BC DE(3)在误差允许范围内,碰撞前后两个小车的m v之和是相等的6． "探究碰撞中的不变量〞的实验中,入射小球m1＝15 g ,原来静止的被碰小球m2＝10 g ,由实验测得它们在碰撞前后的x-t图像如图16-1-12所示,由图可知,入射小球碰撞前的m1v1是________ ,入射小球碰撞后的m1v1′是__________ ,被碰小球碰撞后的m2v2′是________ .由此得出结论________ .图16-1-12解析：由图可知碰撞前m1的速度大小v1＝,0.2) m/s＝1 m/s ,故碰撞前的m1v1×1 kg·m/s＝0.015 kg·m/s .碰撞后m1速度大小v1′＝,0.4－0.2) m/s＝0.5 m/s ,m2的速度大小v2′＝,0.4－0.2) m/s＝0.75 m/s ,故m1v1′×0.5 kg·m/s＝0.007 5 kg·m/s ,m2v2′×0.75 kg·m/s＝0.007 5 kg·m/s ,可知m1v1＝m1v1′＋m2v2′ .答案：0.015 kg·m/s0.007 5 kg·m/s0．007 5 kg·m/s碰撞中m v的矢量和是守恒的量7．如图16-1-13所示为用气垫导轨实验探究碰撞中的不变量的实验装置,遮光片D在运动过程中的遮光时间Δt被光电计时器自动记录下来.在某次实验中,滑块1和滑块2质量分别为m1＝0.240 kg、m2＝0.220 kg ,滑块1运动起来,向着静止在导轨上的滑块2撞去,碰撞之前滑块1的挡光片经过光电门时,光电计时器自动记录下来的时间Δt＝110.7 ms .碰撞之后,滑块1和滑块2粘连在一起,挡光片通过光电门的时间Δt′＝214.3 ms ,两滑块上的挡光板的宽度都是Δx＝3 cm ,问：图16-1-13(1)碰撞前后两滑块各自的质量与速度乘积之和相等吗,即m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′成立吗?(2)碰撞前后两滑块各自的质量与速度平方乘积之和相等吗,即m1v21＋m2v22＝m1v1′2＋m2v2′2成立吗?解析：(1)因为滑块遮光片的宽度是Δx ,遮光片通过光电门的时间是Δt ,所以滑块速度可用公式v＝ΔxΔt求出.碰撞之前,滑块1的速度v1＝ΔxΔt＝3×10－2×10－3m/s＝0.271 m/s碰撞之前,滑块2静止,所以v2＝0 碰撞之后,两滑块粘连在一起v1′＝v2′＝ΔxΔt′＝3×10－2×10－3m/s＝0.140 m/sm1v1＋m2v2×0.271 kg·m/s＝0.065 kg·m/sm1v1′＋m2v2′＝(0.240＋0.220)×0.140 kg·m/s ＝0.064 kg·m/s所以,在误差允许范围内,m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′成立.(2)碰撞之前：m1v21＋m2v22×2 J＝0.018 J碰撞之后：m1v1′2＋m2v2′2＝(0.240＋0.220)×2 J＝0.009 J可见m1v21＋m2v22>m1v1′2＋m2v2′2 .答案：(1)成立(2)不成立。
教科版高中物理碰撞教案
教科版高中物理碰撞教案
教学内容：碰撞
教学目标：了解碰撞的基本概念，并能够应用相关知识解决问题。
教学重点：碰撞的类型和性质。
教学难点：碰撞中动量守恒和动能守恒的应用。
教学准备：教科书、教学PPT、实验器材。
教学过程：
一、导入（5分钟）
1.引入碰撞的概念，让学生回顾碰撞在生活中的应用和意义。
2.通过一些图片和视频展示碰撞现象，引起学生的兴趣。
二、理论学习（15分钟）
1.介绍碰撞的基本概念和分类。
2.讲解碰撞中的动量守恒和动能守恒原理。
3.示范一些碰撞实验，让学生理解碰撞现象的规律。
三、巩固练习（20分钟）
1.给学生布置一些碰撞相关的练习题，让他们运用所学知识解决问题。
2.引导学生分组进行碰撞实验，并观察记录实验结果。
四、拓展应用（10分钟）
1.让学生通过实际案例，了解碰撞在工程领域的应用。
2.鼓励学生提出自己的问题和想法，讨论碰撞的更深层次的意义。
五、总结反思（5分钟）
1.对碰撞的知识点进行总结回顾。
2.鼓励学生提出对本课程的反馈和建议。
六、作业布置（5分钟）
1.留作业：完成课堂练习题和实验报告。
2.布置下节课主题。
教学延伸：可以通过让学生设计和进行更复杂的碰撞实验，来进一步深化对碰撞原理的理解。
教学评价：观察学生的课堂表现和作业情况，检查学生对碰撞概念的掌握情况。
高中物理3-5碰撞教案[精品文档]
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高中物理第十六章第4节碰撞★新课标要求一、知识与技能1．了解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞，会应用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题。
2．了解对心碰撞与非对心碰撞。
3．了解散射和中子的发现过程，体会理论对实践的指导作用，进一步了解动量守恒定律的普适性。
4．加深对动量守恒定律和机械能守恒定律的理解，能应用这两个定律解决一些简单的与生产、生活相关的实际问题。
二、过程与方法通过体会碰撞中动量守恒、机械能守恒与否，让学生体会对未知物理现象进行研究的一种基本方法。
三、情感、态度与价值观1.在研究的过程中，培养学生敢于发表个人见解，敢于探究的情感与态度．2.体会探究过程的乐趣，激发学习的兴趣。
★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：直观展示、问题引领、合作探究、练习深化。
★教学用具：多媒体课件、牛顿摆等。
★课时安排：1 课时★教学过程一、引入新课通过多媒体课件引入二、新课教学（一）观察实验、分析现象，感知特点1.演示牛顿摆碰撞实验，通过对碰撞现象的感知，引导学生从以下几个方面分析碰撞现象。
（1）碰撞时物体相互作用持续的时间有什么特点？（2）碰撞时物体相互作用的内力有什么特点，是否满足动量守恒定律？（3）碰撞前后系统机械能的变化有什么特点，系统机械能会不会增加？2.学生讨论得出碰撞有四大特点：（1）作用时间极短。
（2）内力远大于外力。
满足动量守恒定律（3）碰撞系统机械能不会增加（4）碰撞瞬间没有发生位移。
3．学生亲手计算，分析碰撞前后机械能的变化（1）质量为m的物块A以速度v与前方质量同为m静止的物块B发生正碰后，A物块立即静止，试求碰撞前后系统的动能大小。
（2）质量为m的物块A以速度v与质量同为m静止的物块B发生正碰后粘在一起共同运动,试求它们共同运动的速度以及碰撞前后系统动能的大小。
4．引出概念：弹性碰撞与非弹性碰撞，明确弹性碰撞过程机械能守恒，完全非弹性碰撞机械能损失最厉害，是非弹性碰撞的极端情况。
高中物理教科版选修3-5教学案：第一章 第1节 碰撞 Word版含答案
第1节碰__撞( 对应学生用书页码P1 )一、碰撞现象1、碰撞做相对运动的两个( 或几个)物体相遇而发生相互作用，运动状态发生改变的过程。
2、碰撞特点( 1 )时间特点:在碰撞过程中，相互作用时间很短。
( 2 )相互作用力特点:在碰撞过程中，相互作用力远远大于外力。
( 3 )位移特点:在碰撞过程中，物体发生速度突变时，位移极小，可认为物体在碰撞前后仍在同一位置。
试列举几种常见的碰撞过程。
提示:棒球运动中，击球过程；子弹射中靶子的过程；重物坠地过程等。
二、用气垫导轨探究碰撞中动能的变化1、实验器材气垫导轨，数字计时器、滑块和光电门，挡光条和弹簧片等。
2、探究过程( 1 )滑块质量的测量仪器:天平。
( 2 )滑块速度的测量仪器:挡光条及光电门。
( 3 )数据记录及分析，碰撞前、后动能的计算。
三、碰撞的分类1、按碰撞过程中机械能是否损失分为:( 1 )弹性碰撞:碰撞过程中动能不变，即碰撞前后系统的总动能相等，E k1＋E k2＝E k1′＋E k2′。
( 2 )非弹性碰撞:碰撞过程中有动能损失，即动能不守恒，碰撞后系统的总动能小于碰撞前系统的总动能。
E k1′＋E k2′＜E k1＋E k2。
( 3 )完全非弹性碰撞:碰撞后两物体黏合在一起，具有相同的速度，这种碰撞动能损失最大。
2、按碰撞前后，物体的运动方向是否沿同一条直线可分为: ( 1 )对心碰撞( 正碰 ):碰撞前后，物体的运动方向沿同一条直线。
( 2 )非对心碰撞( 斜碰 ):碰撞前后，物体的运动方向不在同一直线上。
( 高中阶段只研究正碰 )。
( 对应学生用书页码P1 )探究一维碰撞中的不变量1.探究方案方案一:利用气垫导轨实现一维碰撞 ( 1 )质量的测量:用天平测量。
( 2 )速度的测量:v ＝Δx Δt ，式中Δx 为滑块( 挡光片 )的宽度，Δt 为数字计时器显示的滑块( 挡光片 )经过光电门的时间。
( 3 )各种碰撞情景的实现:利用弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥设计各种类型的碰撞，利用滑块上加重物的方法改变碰撞物体的质量。
高中物理 第1章 动量守恒研究 实验 验证动量守恒定律教学案 鲁科版选修3-5-鲁科版高二选修3-5
实验验证动量守恒定律一、实验目的验证碰撞中的动量守恒．二、实验原理1．质量为m1和m2的两个小球发生正碰，假设碰前m1运动，m2静止，根据动量守恒定律应有：m1v1＝m1v1′＋m2v2′．2．因小球从斜槽上滚下后做平抛运动，由平抛运动知识可知，只要小球下落的高度相同，在落地前运动的时间就相同．那么小球的水平速度假设用飞行时间作时间单位，在数值上就等于小球飞出的水平距离．所以只要测出小球的质量及两球碰撞前后飞出的水平距离，代入公式，即m1OP＝m1OM＋m2ON．假设在实验误差允许X围内成立，就验证了两小球组成的系统碰撞前后总动量守恒．式中OP、OM和ON的意义如下图．三、实验器材斜槽，大小相等质量不同的小钢球两个，重垂线一条，白纸，复写纸，天平一台，刻度尺，圆规，三角板．四、实验步骤1．用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为碰撞球．2．按照图所示安装实验装置，调整固定斜槽，调整时应使斜槽末端水平．3．白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好，记下重垂线所指的位置O．4．不放被碰小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次，用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面．圆心P就是小球落点的平均位置．5．把被碰小球放在槽口上，让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次．用步骤4的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N，如下图．6．连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度，将测量数据填入表中，最后代入m1OP＝m1OM ＋m2ON，看在误差允许的X围内是否成立．五、须知1．斜槽轨道末端的切线必须水平，判断是否水平的方法是将小球放在斜槽轨道平直部分任一位置，假设小球均能保持静止，那么说明斜槽末端已水平．2．入射小球每次都必须从斜槽轨道同一位置由静止释放，可在斜槽适当高度处固定一挡板，使小球靠着挡板，然后释放小球．3．入射球的质量应大于被碰球的质量．4．实验过程中确保实验桌、斜槽、记录所用的白纸的位置要始终保持不变．5．在计算时一定要注意m1、m2与OP、OM和ON的对应关系．6．应尽可能的在斜槽较高的地方由静止释放入射小球．六、误差分析1．小球落点位置确定的是否准确是产生误差的一个原因，因此在确定落点位置时，应严格按步骤中的4、5去做．2．入射小球每次是否从同一高度无初速度滑下是产生误差的另一原因．3．两球的碰撞假设不是对心正碰那么会产生误差．4．线段长度的测量产生误差．5．入射小球释放的高度太低，两球碰撞时内力较小也会产生误差．实验的操作与数据处理如图，用“碰撞实验器〞可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量________(填选项前的序号)，间接地解决这个问题．A ．小球开始释放高度hB ．小球抛出点距地面的高度HC ．小球做平抛运动的射程(2)图中O 点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m 1多次从斜轨上S 位置静止释放，找到其平均落地点的位置P ，测量平抛射程OP ．然后，把被碰小球m 2静置于轨道的水平部分，再将入射球m 1从斜轨上S 位置静止释放，与小球m 2相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是________．(填选项前的符号)A ．用天平测量两个小球的质量m 1、m 2B ．测量小球m 1开始释放的高度hC ．测量抛出点距地面的高度HD ．分别找到m 1、m 2相碰后平均落地点的位置M 、NE ．测量平抛射程OM 、ON(3)假设两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______________________________(用(2)中测量的量表示)；假设碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为________________(用(2)中测量的量表示)．(4)经测定，m 1＝45．0 g ，m 2＝7．5 g ，小球落地点的平均位置距O 点的距离如下图．碰撞前、后m 1的动量分别为p 1与p 1′，那么p 1∶p 1′＝________∶11；假设碰撞结束时m 2的动量为p 2′，那么p 1′∶ p 2′＝11∶________．实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值p 1p 1′＋p 2′为________． (5)有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大，请你用(4)中的数据，分析和计算出被碰小球m 2平抛运动射程ON 的最大值为________cm ．[思路点拨] 此题可根据平抛运动、能量守恒定律等知识求解．[解析] (1)该实验是验证动量守恒定律，也就是验证两球碰撞前后动量是否相等，即验证m 1v 1＝m 1v 1′＋m 2v 2′，由题图中装置可以看出，不放被碰小球m 2时，m 1从抛出点下落高度与放上m 2两球相碰后下落的高度H 相同，即在空中做平抛运动的下落时间t 相同，故有v 1＝OP t ，v 1′＝OM t ，v 2′＝ON t，代入m 1v 1＝m 1v 1′＋m 2v 2′，可得m 1·OP ＝m 1·OM ＋m 2·ON ，只需验证该式成立即可，在实验中不需测出速度，只需测出小球做平抛运动的水平位移即可． (2)需先找出落地点才能测量小球的水平位移，测量小球的质量无先后之分． (3)假设是弹性碰撞，还应满足能量守恒， 即12m 1v 21＝12m 1v 1′2＋12m 2v 2′2， 即m 1·OP 2＝m 1·OM 2＋m 2·ON 2．(4)p 1p 1′＝m 1·OP m 1·OM ＝OP OM ＝44.835.2＝14∶11． p 1′p 2′＝m 1·OM m 2·ON ＝45.0×35.207.5×55.68＝11∶2．9． p 1p 1′＋p 2′＝m 1·OP m 1·OM ＋m 2·ON＝45.0×44.8045.0×35.20＋7.5×55.68≈1(1～1．01均可)． (5)当两球发生弹性碰撞时，碰后m 2的速度最大，射程最大，由m 1·OP ＝m 1·OM ＋m 2·ON 与m 1·OP 2＝m 1·OM 2＋m 2·ON 2可解出ON 的最大值为76．8 cm ．[答案] (1)C (2)ADE 或DEA 或DAE(3)m 1·OM ＋m 2·ON ＝m 1·OPm 1·OM 2＋m 2·ON 2＝m 1·OP 2 (4)14 2．9 1(1～1．01均可)(5)76．8实验的改进与创新如下图为气垫导轨上两个滑块A 、B 相互作用后运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz ．开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻弹簧，滑块用绳子连接，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动．滑块A 、B 的质量分别为200 g 、300 g ，根据照片记录的信息，A 、B 离开弹簧后，A 滑块做________运动，其速度大小为________m /s ，本实验中得出的结论是________________________________________________________________________________________________________________________________________________．[解析] 由题图可知，A 、B 离开弹簧后，均做匀速直线运动，开始时v A ＝0，v B ＝0，A 、B 被弹开后，v A ′＝0．09 m /s ，v B ′＝0．06 m /s ，m A v A ′＝0．2×0．09 kg ·m /s ＝0．018 kg ·m /sm B v B ′＝0．3×0．06 kg ·m /s ＝0．018 kg ·m /s 由此可得：m A v A ′＝m B v B ′，即0＝m B v B ′－m A v A ′结论：两滑块组成的系统在相互作用过程中质量与速度乘积的矢量和守恒．[答案] 匀速直线 0．09 两滑块组成的系统在相互作用过程中质量与速度乘积的矢量和守恒1．(多项选择)在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量实验中，哪些因素可导致实验误差( )A ．导轨安放不水平B ．小车上挡光板倾斜C ．两小车质量不相等D ．两小车碰后连在一起解析：选AB ．选项A 中，导轨不水平，小车速度将受重力的影响，从而导致实验误差；选项B 中，挡光板倾斜会导致挡光板宽度不等于挡光阶段小车通过的位移，使计算速度出现误差，所以答案应为A 、B ．2．(多项选择)在做利用悬线悬挂等大的小球探究碰撞中的不变量的实验中，以下说法正确的选项是( )A ．悬挂两球的细线长度要适当且等长B ．由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度C ．两小球必须都是刚性球且质量相同D ．两小球碰后可以粘合在一起共同运动解析：选ABD ．两线等长能保证两球正碰，也就是对心碰撞，以减小实验误差，所以A正确．由于计算碰撞前速度时用到了mgh ＝12mv 2－0，即初速度为0时碰前的速度为v ＝2gh ，B 正确．本实验中对小球的材质性能无要求，C 错误．两球正碰后，有各种运动情况，所以D 正确．3．(多项选择)在用打点计时器做“探究碰撞中的不变量〞实验时，以下哪些操作是正确的( )A ．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量B ．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起C ．先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车D ．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源 解析：选BC ．车的质量可以用天平测量，没有必要一个用撞针而另一个用橡皮泥配重．这样做的目的是为了碰撞后两车粘在一起有共同速度，选项B 正确；打点计时器的使用原那么是先接通电源，C 项正确．4．在利用平抛运动做“探究碰撞中的不变量〞实验中，安装斜槽轨道时，应让斜槽末端的切线保持水平，这样做的目的是( )A ．入射球得到较大的速度B ．入射球与被碰球对心碰撞后速度均为水平方向C ．入射球与被碰球碰撞时动能无损失D ．入射球与被碰球碰撞后均能从同一高度飞出解析：选B ．实验中小球能水平飞出是实验成功的关键，只有这样才能使两个小球在空中运动时间相等．5．“探究碰撞中的不变量〞的实验中，入射小球质量m 1＝15 g ，原来静止的被碰小球质量m 2＝10 g ，由实验测得它们在碰撞前后的x －t 图象如下图，由图可知，入射小球碰撞前的m 1v 1是________，入射小球碰撞后的m 1v ′1是________，被碰小球碰撞后的m 2v ′2是________．由此得出结论________________________________________________________________________．解析：由题图可知碰撞前m 1的速度大小v 1＝0.20.2m/s ＝1 m/s 故碰撞前的m 1v 1＝0．015×1 kg ·m/s ＝0．015 kg ·m/s碰撞后m 1的速度大小v ′1＝0.3－0.20.4－0.2m/s ＝0．5 m/s m 2的速度大小v ′2＝0.35－0.20.4－0.2m/s ＝0．75 m/s 故m 1v ′1＝0．015×0．5 kg ·m/s ＝0．007 5 kg ·m/sm2v′2＝0．01×0．75 kg·m/s＝0．007 5 kg·m/s可知m1v1＝m1v′1＋m2v′2．答案：0．015 kg·m/s 0．007 5 kg·m/s0．007 5 kg·m/s 碰撞中mv的矢量和是守恒的量6．用如下图的装置可以完成“探究碰撞中的不变量〞实验．(1)假设实验中选取的A、B两球半径相同，为了使A、B发生一维碰撞，应使两球悬线长度________，悬点O1、O2之间的距离等于________．(2)假设A、B两球的半径不相同，利用本装置能否完成实验？如果你认为能完成，请说明如何调节？解析：(1)为了保证一维碰撞，碰撞点应与两球在同一条水平线上．故两球悬线长度相等，O1、O2之间的距离等于球的直径．(2)如果两球的半径不相等，也可完成实验．调整装置时，应使O1、O2之间的距离等于两球的半径之和，两球静止时，球心在同一水平高度上．答案：(1)相等球的直径(2)见解析7．把两个大小相同、质量不等的金属球用细线连接起来，中间夹一被压缩了的轻弹簧，置于摩擦可以忽略不计的水平桌面上，如下图，现烧断细线，观察两球的运动情况，进行必要的测量，探究物体间发生相互作用时的不变量．测量过程中：(1)还必须添加的器材有________________________________________________________________________．(2)需直接测量的数据是________________________________________________________________________．解析：两球被弹开后，分别以不同的速度离开桌面做平抛运动，两球做平抛运动的时间相等，均为t＝2hg(h为桌面离地的高度)．根据平抛运动规律，由两球落地点距抛出点的水平距离x＝v·t，知两物体水平速度之比等于它们的射程之比，即v1∶v2＝x1∶x2，因此本实验中只需测量x1、x2即可．测量x1、x2时需准确记下两球落地点的位置，故需要直尺、纸、复写纸、图钉、细线、铅锤和木板等．假设要探究m1x1＝m2x2或m1x21＝m2x22或x1m1＝x2m2是否成立，还需要用天平测量两球的质量m1、m2．答案：(1)直尺、纸、复写纸、图钉、细线、铅锤、木板、天平(2)两球的质量m1、m2以及它们做平抛运动的射程x1、x28．某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车甲的前端粘有橡皮泥，推动小车甲使之做匀速直线运动．然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体，而后两车继续做匀速直线运动，他设计的具体装置如下图．在小车甲后连着纸带，打点计时器打点频率为50 Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．(1)假设已得到打点纸带如下图，并测得各计数点间距并标在图上，A为运动起始的第一点，那么应选________段计算小车甲的碰前速度，应选________段来计算小车甲和乙碰后的共同速度(以上两空选填“AB〞“BC〞“CD〞或“DE〞)．(2)已测得小车甲的质量m甲＝0．40 kg，小车乙的质量m乙＝0．20 kg，由以上测量结果可得：碰前m甲v甲＋m乙v乙＝________kg·m/s；碰后m甲v′甲＋m乙v′乙＝________kg·m/s．(3)通过计算得出的结论是什么？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 解析：(1)观察打点计时器打出的纸带，点迹均匀的阶段BC应为小车甲与乙碰前的阶段，CD段点迹不均匀，故CD应为碰撞阶段，甲、乙碰撞后一起匀速直线运动，打出间距均匀的点，故应选DE段计算碰后共同的速度．(2)v甲＝BCΔt＝1．05 m/s，v′＝DEΔt＝0．695 m/sm甲v甲＋m乙v乙＝0．420 kg·m/s碰后m甲v′甲＋m乙v′乙＝(m甲＋m乙)v′＝0．60×0．695 kg·m/s＝0．417 kg·m/s．(3)在误差允许X围内，碰撞前后两个小车的mv之和是相等的．答案：(1)BCDE(2)0．420 0．417(3)在误差允许X围内，碰撞前后两个小车的mv之和是相等的。
新课程高中物理碰撞教案
新课程高中物理碰撞教案课程目标：了解碰撞的基本概念和原理，学习碰撞中的能量转化和动量守恒定律，掌握碰撞实验的方法和计算碰撞参数。
教学内容：一、碰撞的概念和分类1. 碰撞的定义和基本特征2. 弹性碰撞和非弹性碰撞的区别3. 完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的概念二、碰撞中的能量转化1. 能量守恒定律在碰撞中的应用2. 碰撞中能量的转化和损失三、碰撞中的动量守恒1. 动量守恒定律的概念和应用2. 碰撞中动量守恒的条件和实验验证四、碰撞实验方法和数据处理1. 碰撞实验的基本步骤和仪器2. 碰撞参数的测量和计算方法3. 实验数据的处理和分析教学过程：一、引入1. 给学生介绍碰撞的定义和基本特征，引导学生思考碰撞在日常生活中的例子。
2. 引导学生讨论弹性碰撞和非弹性碰撞的区别，引出碰撞中的能量转化和动量守恒原理。
二、理论探讨1. 讲解碰撞中的能量转化和动量守恒原理，引导学生理解碰撞中能量和动量的转化过程。
2. 讲解碰撞实验的方法和数据处理，指导学生掌握碰撞参数的测量和计算技巧。
三、实验操作1. 组织学生进行碰撞实验，让学生亲自操作测量仪器，记录实验数据。
2. 引导学生根据实验数据计算碰撞参数，分析碰撞结果并验证动量守恒定律。
四、讨论总结1. 引导学生讨论实验结果和结论，总结碰撞中的能量转化和动量守恒规律。
2. 综合学习内容，让学生思考碰撞在实际应用中的重要性和意义。
教学评估：1. 实验报告：要求学生完成实验报告，包括实验过程、数据处理和结论分析。
2. 课堂讨论：组织学生进行碰撞实验结果的讨论，评价学生对碰撞概念和原理的理解。
3. 练习测试：布置相关练习和测试题，检测学生对碰撞知识的掌握程度。
课后拓展：1. 组织学生进行碰撞模拟实验，探讨不同碰撞情况下的能量和动量变化。
2. 鼓励学生进行碰撞项目设计，结合实际情况提出碰撞相关问题并进行解决方案设计。
3. 深入学习碰撞在工程领域的应用，了解碰撞对工程设计和安全规范的重要性。
高中物理三体碰撞问题教案
高中物理三体碰撞问题教案一、教学目标：1. 了解三体碰撞问题的基本概念。
2. 掌握解决三体碰撞问题的方法。
3. 能够利用物理知识分析和解决实际问题。
二、教学重点：1. 三体碰撞问题的基本概念。
2. 解决三体碰撞问题的方法。
三、教学难点：1. 如何正确应用碰撞原理解决三体碰撞问题。
四、教学内容：1. 三体碰撞问题的定义和基本概念。
2. 解决三体碰撞问题的方法和步骤。
3. 实际应用中的三体碰撞问题。
五、教学过程：1. 导入：通过一个简单的实例引入三体碰撞问题，让学生了解碰撞的基本概念。
2. 授课：讲解三体碰撞问题的定义、条件和解决方法，引导学生理解碰撞的过程和规律。
3. 练习：让学生进行一些简单的计算和分析练习，巩固所学知识。
4. 拓展：引导学生思考实际生活中的三体碰撞问题，让他们运用所学知识解决实际问题。
5. 总结：对本节课的重点内容进行总结，强调三体碰撞问题的重要性和应用。
六、教学反馈：1. 对学生进行小组讨论，让他们互相交流归纳所学内容。
2. 师生互动，及时纠正学生的错误认识和解决问题方法。
3. 帮助学生解决在学习过程中遇到的困难和疑惑。
七、教学评价：1. 学生参与度：通过课堂讨论和练习评价学生对于三体碰撞问题的理解和掌握程度。
2. 学习效果：观察学生在课后作业和实际应用中解决问题的能力和水平。
3. 教学方法：评估教师在教学过程中的引导和指导效果。
八、教学反思：1. 思考本节课的教学效果和学生的学习情况。
2. 总结教学中存在的不足和改进之处，提高教学质量和效果。
高中物理三体碰撞教案
高中物理三体碰撞教案
一、教学目标：
1. 了解三体碰撞的定义和基本原理；
2. 理解三体碰撞的碰撞动量守恒和碰撞动能守恒；
3. 能够运用动量和能量守恒定律解决实际问题。
二、教学内容：
1. 三体碰撞的概念和基本原理；
2. 三体碰撞中的碰撞动量守恒和碰撞动能守恒；
3. 解决实际问题的方法和步骤。
三、教学过程：
1. 导入：通过展示三个小球进行碰撞的视频，引出三体碰撞的概念。
2. 讲解：介绍三体碰撞的定义和基本原理，讲解碰撞动量守恒和碰撞动能守恒的概念及公式。
3. 案例分析：给出一个三体碰撞的实际问题，引导学生分析并运用动量和能量守恒定律解决问题。
4. 练习：让学生在小组内完成几道练习题，巩固所学知识。
5. 总结：总结本节课的重点内容，强调动量和能量守恒在三体碰撞中的重要性。
6. 作业：布置相关的作业题目，要求学生独立完成。
四、教学工具：
1. 三个小球模型；
2. 视频资料；
3. 实验器材。
五、评价方法：
1. 课堂表现：学生的提问和回答情况；
2. 练习成绩：对学生练习的答题情况进行评分；
3. 作业完成情况：检查学生对作业的认真程度。
六、教学效果反思：
1. 教师总结：总结学生学习过程中存在的问题和不足，及时调整教学方法；
2. 学生反馈：听取学生对本节课的反馈和意见，为后续教学提供参考。
高中物理车辆碰撞实验教案
高中物理车辆碰撞实验教案
实验目的：通过观察和分析，了解车辆碰撞中的能量转化和动量守恒原理。
实验器材：两个小汽车模型、直线轨道、测量尺、计时器、摄像设备。
实验步骤：
1. 将直线轨道平放在实验台上，确保轨道表面光滑无障碍。
2. 将两个小汽车模型放在轨道上，一个作为运动车辆，一个作为被碰车辆。
3. 用测量尺测量两辆车的质量和速度，并记录下来。
4. 将运动车辆推向被碰车辆，使它们相撞。
5. 用计时器记录碰撞过程中的时间，并观察碰撞后车辆的运动情况。
6. 通过观察车辆碰撞的过程，分析能量转化和动量守恒的原理。
实验结果分析：
1. 车辆碰撞中，能量会转化为形式各异的能量，包括动能、热能等。
2. 碰撞前后，总动量守恒，即碰撞前后车辆的总动量保持不变。
3. 根据碰撞前后车辆速度和质量的变化，可以计算出碰撞前后的动能变化，分析能量的转化。
实验注意事项：
1. 实验中要注意安全，避免车辆碰撞造成伤害。
2. 实验过程中要严格按照步骤进行，确保数据的准确性。
3. 实验结束后要及时清理实验器材，保持实验室的整洁。
实验延伸：
1. 可以修改车辆的质量、速度等参数，观察碰撞结果的变化。
2. 可以将碰撞实验与能量守恒、动量守恒等理论进行比较，深入分析碰撞过程中的物理规律。
实验总结：
通过本实验，我们深入了解了车辆碰撞中的能量转化和动量守恒原理，加深了对物理规律的理解和应用。
希望同学们能够通过实验，进一步提高对物理学知识的认识和理解。
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高中物理第十六章
第4节碰撞
★新课标要求
一、知识与技能
1．了解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞，会应用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题。
2．了解对心碰撞与非对心碰撞。
3．了解散射和中子的发现过程，体会理论对实践的指导作用，进一步了解动量守恒定律的普适性。
4．加深对动量守恒定律和机械能守恒定律的理解，能应用这两个定律解决一些简单的与生产、生活相关的实际问题。
二、过程与方法
通过体会碰撞中动量守恒、机械能守恒与否，让学生体会对未知物理现象进行研究的一种基本方法。
三、情感、态度与价值观
1.在研究的过程中，培养学生敢于发表个人见解，敢于探究的情感与态度．
2.体会探究过程的乐趣，激发学习的兴趣。
★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：直观展示、问题引领、合作探究、练习深化。
★教学用具：多媒体课件、牛顿摆等。
★课时安排：1 课时
★教学过程
一、引入新课
通过多媒体课件引入
二、新课教学
（一）观察实验、分析现象，感知特点
1.演示牛顿摆碰撞实验，通过对碰撞现象的感知，引导学生从以下几个方面分析碰
撞现象。
（1）碰撞时物体相互作用持续的时间有什么特点？
（2）碰撞时物体相互作用的内力有什么特点，是否满足动量守恒定律？
（3）碰撞前后系统机械能的变化有什么特点，系统机械能会不会增加？
2.学生讨论得出碰撞有四大特点：
（1）作用时间极短。
（2）内力远大于外力。
满足动量守恒定律
（3）碰撞系统机械能不会增加
（4）碰撞瞬间没有发生位移。
3．学生亲手计算，分析碰撞前后机械能的变化
（1）质量为m的物块A以速度v与前方质量同为m静止的物块B发生正碰后，A物块立即静止，试求碰撞前后系统的动能大小。
（2）质量为m的物块A以速度v与质量同为m静止的物块B发生正碰后粘在一起共同运动,试求它们共同运动的速度以及碰撞前后系统动能的大小。
4．引出概念：弹性碰撞与非弹性碰撞，明确弹性碰撞过程机械能守恒，完全非弹性碰撞机械能损失最厉害，是非弹性碰撞的极端情况。
二、理论分析、实验验证，寻找规律
1．建立模型:
质量为的m1小球A以速度去对心正碰质量为m2静止的B球,已知两球在碰撞过程中无能量损失，试求碰后两球的速度v1和v2
2.分析计算
错误！未找到引用源。
（1）
错误！未找到引用源。
（2）
求解：
3．讨论：
（1）若m
1＝m
2
，则V
1
＝0，V
2
＝V
（等大的钢球相碰）
（2）若m
1>m
2
，则V
1
>0，V
2
>0
（3）若m
1»m
2
，则V
1
≈V
，V
2
≈2V（等大的钢球碰乒乓球）
（4）若m
1<m
2
，则V
1
<0，V
2
>0
（5）若m
1«m
2
，则V
1
≈－V
，V
2
≈0（等大的乒乓球碰钢球）
三、自主阅读、归纳推广，总结规律
1．学生阅读课本“对碰撞和非对心碰撞”和“散射”部分内容，思考回答下列问题。
（1）什么叫对心碰撞和非对心碰撞？
（2）非对心碰撞遵从动量守恒定律吗？
（3）非对心碰撞有可能是弹性碰撞吗？
（4）散射是碰撞现象吗？散射和宏观物体的碰撞有什么不同？
2．引导学生从速度和动量矢量性的角度解决P20“思考与讨论”中的问题。
3．引导学生总结碰撞现象的一般规律。
（1）碰撞过程遵循动量守恒定律。
（2）碰撞过程机械能不能增加，要么不变或者要么减少。
（3）碰撞要符合客观实际。
碰前：后面的小球1要追得上前面的小球2，要求错误！未找到引用源。
碰后：如果两球同向：错误！未找到引用源。
四、针对训练，巩固知识，深化规律
1．课本“思考与练习”第2题。
2．课本“思考与练习”第4题
3.在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等的速率相向而行，并发生碰撞，下列现象可能发生的是？
A．若两球质量相等，碰后以某一相等速率互相分开
B．若两球质量相等，碰后以某一相等速率同向而行
C．若两球质量不等，碰后以某一相等速率互相分开
D．若两球质量不等，碰后以某一相等速率同向而行
4．两个小球在光滑水平面沿同一直线运动，B球在前，A球在后，已知M
A =1㎏, M
B
=2
㎏,V
A =6m/s，V
B
=2m/s。
则当A、B碰撞后，A、B两球的速度可能是：
A、V
A 1=5m/s，V
B
1=2.5m/s
B、V
A 1=2m/s，V
B
1=4m/s
C、V
A 1=-4m/s，V
B
1=7m/s
D、V
A 1=7m/s，V
B
1=1.5m/s
六．小结
本节课，我们分析了碰撞的相关问题，知道碰撞的特点是作用时间极短，内力远大于外力且瞬间没有位移。
根据碰撞前后有无机械能损失把碰撞分为弹性碰撞和非弹性碰撞；根据碰撞前速度与球心连线的关系把碰撞分为对心碰撞和非对心碰撞。
不管哪种碰撞类型，它们都要遵循动量守恒定律，机械能不增加和符合客观实际的规律。
七、作业布置
1．阅读课后“科学足迹”内容，了解碰撞对物质微观结构的认识中的贡献。
2．思考与练习中第1，3，5，6题。
八、板书设计
碰撞
一、碰撞特点
1．作用时间短，遵从动量守恒定律。
2．机械能不会增加
3．弹性碰撞和非弹性碰撞、完全非弹性碰撞。
二、简单弹性碰撞的讨论
三、碰撞现象的一般规律
（1）碰撞过程遵循动量守恒定律。
（2）碰撞过程机械能不能增加。
（3）碰撞要符合客观实际。
四、对心碰撞和非对心碰撞
五、散射现象。