1、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
2、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
3、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: 10 mvmv 碰撞前系统的动能 201 21mvEK 碰撞后系统的动能 212 21mvEK 可以看出 21 KK EE 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
4、: 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 m2 的物体,以速度 v 继续前进。这个系 统碰撞过程中机械能守恒吗?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 1 2 算碰撞前后的总动能。 学生试解: 根据动量守恒定律可得: 2mvmv 碰撞前系统的总动能
5、 21 21 mvEK 碰撞前系统的总动能 22 21 mvEK 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 vmvmvm 222121021 212121 vmvmvm 得出计算结果 v0 v1
6、/ m1 v2/ m2 m1 m2 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 若 21 mm ,即两个物体质量相等 01v , 02 vv ,表示碰后 A 球静止 , B 的速度变为 0v 即两球交换速度 若 21 mm 时, 则 01v , 02v ,即大碰小,一起跑。 若 21 mm ,有 01 vv , 02 2vv 若 21 mm 时, 则 01v , 02v ,即 小碰大,要反弹 。 若 21 mm , 有 11 vv , 02v 教师提问: 若 A 球的速度为 0v , B 球的速度为 1
7、v ,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121211 - vmm mmv 12112 2 vmm mv 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
8、、 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.pA=6kg m/s,pB=6kg m/s B. pA=3kg m/s,pB=9kg m/s C.pA= 2kg m/s,pB=14kg m/s D. pA= 4kg m/s,pB=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。 学生回答 : 微观粒子相互接近时并不发生直接碰撞,因此微观粒子的碰撞又叫做散射。 教师说明: 散射是研究原子内部结构的重要手段,后面章节会详细说明 (五) 小结 一 .碰撞的特点 1.作用时间极短 2.内力远大于外力 二 .碰撞的分类 1.弹性碰撞 2.非弹性碰撞 完全非弹性碰撞 三 .处理方法 1.动量守恒定律 2.机 械能变化 (六)作业布置 1.完成三维设计作业:课时跟踪检测(三) 2.课后总结本节内容的问题,下节课讨论