2022年高三物理碰撞教案2.docx

精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -16 4碰 撞新课标要求（一）学问与技能1熟悉弹性碰撞与非弹性碰撞,熟悉对心碰撞与非对心碰撞2明白微粒的散射（二）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.（三）情感、态度与价值观感受不同碰撞的区分,培育同学勇于探究的精神. 教学重点用动量守恒定律、机械能守恒定律争论碰撞问题 教学难点对各种碰撞问题的懂得 教学方法老师启示、引导,同学争论、沟通. 教学用具：投影片,多媒体帮助教学设备 课时支配1 课时 教学过程（一）引入新课碰撞过程是物体之间相互作用时间特别短暂的一种特别过程,因而碰撞具有如下特点：1碰撞过程中动量守恒提问：守恒的缘由是什么？（因相互作用时间短暂,因此一般满意F 内>>F 外 的条件）2碰撞过程中, 物体没有宏观的位移,但每个物体的速度可在短暂的时间内发生转变3碰撞过程中,系统的总动能只能不变或削减,不行能增加提问： 碰撞中, 总动能削减最多的情形是什么？（在发生完全非弹性碰撞时总动能削减最多）娴熟把握碰撞的特点,并解决实际的物理问题,是学习动量守恒定律的基本要求（二）进行新课1展现投影片1,内容如下：如下列图, 质量为 M 的重锤自h 高度由静止开头下落,砸到质量为m的木楔上没有弹起,二者一起向下运动设的层给它们的平均阻力为F ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -就木楔可进入的深度L 是多少？组织同学仔细读题,并给三分钟时间摸索（ 1）提问同学解题方法,可能显现的错误是：认为过程中只有的层阻力F 做负功使机械能缺失,因而解之为Mg（ h+L） +mgL-FL =0将此结论写在黑板上,然后再组织同学分析物理过程（ 2）引导同学回答并归纳：第一阶段,M 做自由落体运动机械能守恒m 不动,直到M 开头接触 m 为止再下面一个阶段,M 与 m 以共同速度开头向的层内运动阻力F 做负功,系统机械能缺失可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_提问：第一阶段终止时,M 有速度,vM2gh ,而 m 速度为零.下一阶段开头时,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_M 与 m 就具有共同速度,即m 的速度不为零了,这种变化是如何实现的了？引导同学分析出来,在上述前后两个阶段中间,仍有一个短暂的阶段,在这个阶段中,M 和 m 发生了完全非弹性碰撞,这个阶段中,机械能（动能）是有缺失的（ 3）让同学独立的写出完整的方程组第一阶段,对重锤有：12MghMv 2其次阶段,对重锤及木楔有Mv+0= （ M+m ） v 第三阶段,对重锤及木楔有可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_MmhLFL01 M2mv 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 4）小结：在这类问题中,没有显现碰撞两个字,碰撞过程是隐含在整个物理过程之中的,在做题中,要仔细分析物理过程,挖掘隐含的碰撞问题2展现投影片2,其内容如下：如下列图, 在光滑水平的面上,质量为 M 的滑块上用轻杆及轻绳悬吊质量为m 的小球,此装置一起以速度v0 向右滑动 另一质量也为M 的滑块静止于上述装置的右侧当两滑块相撞后,便粘在一起向右运动,就小球此时的运动速度是多少？组织同学仔细读题,并给三分钟摸索时间（ 1）提问同学解答方案,可能显现的错误有：在碰撞过程中水平动量守恒,设碰后共同速度为v,就有0（ M+m ） v0+0 （ 2M+m ） v可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解得,小球速度vMm v 2 Mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -（ 2）老师明确表示此种解法是错误的,提示同学留意碰撞的特点：即宏观没有位移,速度发生变化,然后要求同学们查找错误的缘由（ 3）总结归纳同学的解答,明确以下的争论方法：碰撞之前滑块与小球做匀速直线运动,悬线处于竖直方向两个滑块碰撞时间极其短暂,碰撞前、 后瞬时相比, 滑块及小球的宏观位置都没有发生转变,因此悬线仍保持竖直方向碰撞前后悬线都保持竖直方向,因此碰撞过程中, 悬线不行能给小球以水平方向的作用力,因此小球的水平速度不变结论是：小球未参加滑块之间的完全非弹性碰撞,小球的速度保持为v0（ 4）小结：由于碰撞中宏观无位移,所以在有些问题中,不是全部物体都参加了碰撞过程,在遇到详细问题时肯定要留意分析与区分3展现投影片3,其内容如下：在光滑水平面上,有A、B 两个小球向右沿同始终线运动,取向右为正,两球的动量分别是pA=5kgm/s , pB =7kgm/s ,如下列图如能发生正碰,就碰后两球的动量增量pA、pB 可能是（）A pA =-3kgm/s . pB =3kgm/s B pA =3kgm/s . pB =3kgm/s C pA =-10kgm/s . pB =10kgm/s D pA =3kgm/s . pB =-3kgm/s组织同学仔细审题（ 1）提问：解决此类问题的依据是什么？在同学回答的基础上总结归纳为：系统动量守恒.系统的总动能不能增加.系统总能量的削减量不能大于发生完全非弹性碰撞时的能量削减量.碰撞中每个物体动量的增量方向肯定与受力方向相同.如碰撞后向同方向运动,就后面物体的速度不能大于前面物体的速度（ 2）提问：题目仅给出两球的动量,如何比较碰撞过程中的能量变化？p 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_帮忙同学回忆E k的关系.2m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 3）提问：题目没有直接给出两球的质量关系,如何找到质量关系？ 要求同学仔细读题,挖掘隐含的质量关系,即A 追上 B 并相碰撞,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_所以, v A5v B ,即7mA5,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_m AmBmB7（ 4）最终得到正确答案为A 4展现投影片4,其内容如下：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -如下列图,质量为m 的小球被长为L 的轻绳拴住,轻绳的一端固定在O 点,将小球拉到绳子拉直并与水平面成角的位置上, 将小球由静止释放,就小球经过最低点时的即时速度是多大？组织同学仔细读题,并给三分钟摸索时间（ 1）提问同学解答方法,可能显现的错误有：认为轻绳的拉力不做功,因此过程中机械能守恒,以最低点为重力势能的零点,有可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_mgL1sin1 mv22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_得 v2gL1sin（ 2）引导同学分析物理过程第一阶段, 小球做自由落体运动,直到轻绳位于水平面以下,与水平面成角的位置处为止在这一阶段,小球只受重力作用,机械能守恒成立下一阶段, 轻绳绷直,拉住小球做竖直面上的圆周运动,直到小球来到最低点,在此过程中,轻绳拉力不做功,机械能守恒成立提问：在第一阶段终止的时刻,小球的瞬时速度是什么方向？在下一阶段初始的时刻,小球的瞬时速度是什么方向？在同学找到这两个速度方向的不同后,要求同学说明其缘由,总结归纳同学的说明,明确以下观点：在第一阶段终止时刻,小球的速度竖直向下,既有沿下一步圆周运动轨道切线方向（即与轻绳相垂直的方向）的重量,又有沿轨道半径方向（即沿轻绳方向）的重量在轻绳绷直的一瞬时, 轻绳给小球一个很大的冲量, 使小球沿绳方向的动量减小到零, 此过程很类似于悬挂轻绳的物体 （例如天花板） 与小球在沿绳的方向上发生了完全非弹性碰撞, 由于天花板的质量无限大（相对小球）,因此碰后共同速度趋向于零在这个过程中,小球沿绳方向分速度所对应的一份动能全部缺失了因此,整个运动过程按机械能守恒来处理就是错误的（ 3）要求同学重新写出正确的方程组可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2mgL sinv/v cos1 mv22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_v/12mgL 12sin1 mv 22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解得 v2gLsin2sin 31可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 4）小结：许多实际问题都可以类比为碰撞,建立合理的碰撞模型可以很简洁直观的解决问题下面连续看例题5展现投影片5,其内容如下：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -如下列图,质量分别为mA 和 mB 的滑块之间用轻质弹簧相连,水平的面光滑mA、mB原先静止,在瞬时给mB 一很大的冲量,使mB 获得初速度v0,就在以后的运动中,弹簧的 最大势能是多少？在同学仔细读题后,老师引导同学争论（ 1）mA 、mB 与弹簧所构成的系统在下一步运动过程中能否类比为一个 mA 、mB 发生碰撞的模型？（因系统水平方向动量守恒,所以可类比为碰撞模型）（ 2）当弹性势能最大时,系统相当于发生了什么样的碰撞？（势能最大,动能缺失就最大,因此可建立完全非弹性碰撞模型）经过争论,得到正确结论以后,要求同学据此而正确解答问题,得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_v2到结果为 E pmA mB0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2 mAmB （三）课堂小结老师活动： 让同学概括总结本节的内容.请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评判黑板上的小结内容.同学活动： 仔细总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么的方.点评 ：总结课堂内容,培育同学概括总结才能.老师要放开, 让同学自己总结所学内容,答应内容的次序不同,从而构建他们自己的学问框架. （四）作业“问题与练习”1 5 题教学体会思维方法是解决问题的灵魂,是物理教学的根本.亲自实践参加学问的发觉过程是培育 同学才能的关键,离开了思维方法和实践活动,物理教学就成了无源之水、无本之木. 同学素养的培育就成了镜中花,水中月.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_教学资料一维弹性碰撞的普适性结论可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_新课标人教版选修3-5 第 15 页争论了一维弹性碰撞中的一种特别情形（运动的物体撞 击静止的物体） ,本文旨在在此基础之上争论一般性情形,从而总结出普遍适用的一般性结论.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_在一光滑水平面上有两个质量分别为m1 、 m2 的刚性小球A 和 B,以初速度v1 、 v2 运可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_动,如它们能发生碰撞（为一维弹性碰撞）,碰撞后它们的速度分别为v' 和 v'.我们的任可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_12可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_务是得出用m 、 m 、 v 、 v 表 达v ' 和 v '的公式.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_121212可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_v 、 v 、 v' 、 v '是以的面为参考系的,将A 和 B 看作系统.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1212可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_有弹性碰撞中没有机械能缺失,有1 1221 11 12222mv由碰撞过程中系统动量守恒,有m vm vm v'm v'1 m v 21 m v 21 m v'21' 21 122可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由得'm1 v1v12222'm2 v2v2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由得2v 'v2m1112vv'v2'v'm222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_v将上两式左右相比,可得1v122可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2v1即 v ''v2v1或 v''v1v2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1v2碰撞前 B 相对于 A 的速度为v21v2v1'vv2,碰撞后B 相对于 A 的速度为21'v' ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_'同理碰撞前A 相对于 B 的速度为v12v1v2,碰撞后A 相对于 B 的速度为'v12''1v1v2 ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_v21故式为'v2112v12,其物理意义是：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_或 v碰撞后 B 相对于 A 的速度与碰撞前B 相对于 A 的速度大小相等,方向相反.碰撞后 A 相对于 B 的速度与碰撞前A 相对于 B 的速度大小相等,方向相反.故有结论 1 对于一维弹性碰撞,如以其中某物体为参考系,就另一物体碰撞前后速度大小不变,方向相反（即以原速率弹回）.联立两式,解得v'2m2 v2m1m2 v11m1m2v'2m1v1m2m1 v22m1m2下面我们对几种情形下这两个式子的结果做些分析.如 m1m2 ,即两个物体质量相等可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_vvv''12,2v1,表示碰后A 的速度变为v2 ,B 的速度变为v1.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_故有结论2 对于一维弹性碰撞,如两个物体质量相等,就碰撞后两个物体 互换速度（即碰后 A 的速度等于碰前B 的速度,碰后B 的速度等于碰前A 的速度）.如 m1m2 ,即 A 的质量远大于B 的质量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_这时 m1m2m1 , m1m2m1 ,m2m1m20 .依据、两式,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_vv''有1v1,22v1v2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_表示质量很大的物体A（相对于B 而言）碰撞前后速度保持不变.如 m1m2 ,即 A 的质量远小于B 的质量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_这时 m2m1m2 , m1m2m2 ,m1m1m20 .依据、两式,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_'有v2'v2,v12v2v1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_表示质量很大的物体B（相对于A 而言）碰撞前后速度保持不变. 综合,可知：结论3 对于一维弹性碰撞,如其中某物体的质量远大于另一物体的质量,就质量大的物体碰撞前后速度保持不变.vv''至于质量小的物体碰后速度如何,可结合 结论 1 和 结论 3 得出.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_''以 m1m2 为 例 , 由 结 论3 可 知1v1 , 由 结 论1 可 知21v21 , 即可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_vvv''212v1,将1v1 代入,可得22v1v2 ,与上述所得一样.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_vv以上结论就是关于一维弹性碰撞的三个普适性结论.练习 如下列图,乒乓球质量为m,弹性钢球质量为M （ M >> m）,它们一起自高度h 高处自由下落, 不计空气阻力, 设的面上铺有弹性钢板,球与钢板之间的碰撞及乒乓球与钢 球之间的碰撞均为弹性碰撞,试运算钢球着的后乒乓球能够上升的最大高度.解析：乒乓球和弹性钢球自状态1 自由下落,至弹性钢球刚着的（状态2）时,两者速度相等可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_v22 gh就 v2gh可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_弹性钢球跟弹性钢板碰撞后瞬时（状态3）,弹性钢球速率仍为v,方向变为竖直向上紧接着,弹性钢球与乒乓球碰,碰后瞬时（状态4）乒乓球速率变为v由结论3 可知,弹性钢球与乒乓球碰后弹性钢球速度保持不变（速率仍为v,方向为竖直向上）.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -由结论 1 可知,弹性钢球与乒乓球碰前瞬时（状态3）乒乓球相对于弹性钢球的速度为2v,方向为竖直向下,弹性钢球与乒乓球碰后瞬时（状态4）乒乓球相对于弹性钢球的速度为2v ,方向为竖直向上.就 v =3v可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2由 v '2gH 得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2v '3v 2H9h2g2g可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载