课题研究PPT及课堂实录内容

课题题目: 一维弹性碰撞

授课教师：交城二中

郭晓莹

教材版本：人教版物理选修3-5 三维教学目标

1、知识与技能

（1）了解不同类型的碰撞，知道弹性碰撞和完全非弹性碰撞的主要特征。

（2）掌握弹性碰撞的规律，即在弹性碰撞中动量守恒，机械能也守恒。

（3）能根据弹性碰撞的规律解释判断有关的现象和解决有关的问题。

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：多媒体辅助教学设备。

课时安排：1课时

教学过程：

（一）

复习回顾

动量守恒定律：如果一个系统不受外力或者所受外力的矢量和

为零,这个系统的总动量保持不变,这就是动量守恒定律。即。

对于碰撞：时间极短，相互作用力极大，即内力远大于外力，总动量守恒。 思考：碰撞过程能量会不会也守恒呢？

（二）进行新课

一、不同类型的碰撞

情景（一）动画演示

一个钢球与另一个静止的钢球相碰，如果两个钢球的质量相等，第一个钢球停止运动，第二个钢球能摆到同样的高度，说明这个碰撞过程中没有能量损失，碰撞过程能量守恒。

情景（二）

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。碰撞以后两个物体粘在一起，成为一个质量为2m 的物体，以v’继续前进。这个碰撞过程中能量守恒吗？

【解析】由动量守恒定律：

mv0+0=2mv

12E=mvk0碰撞前系统总动能: 20v021112碰撞后系统总动能: Ek=2mv=2m()=mv022224EkEk0碰撞过程中有机械能损失。

分类方式之一：从能量变化方面分类

弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒

非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒

完全非弹性碰撞：碰撞过程中械能损失最大!—粘在一起

分类方式之二：看形变能否恢复

【小结】弹性碰撞：碰撞后物体形变能完全恢复，系统内无机械能损失的碰撞。

生活中，硬质木球或钢球间发生碰撞时，动能的损失很小，可以忽略不计，通常将它们的碰撞看成弹性碰撞。打保龄球时，球与瓶的碰撞近似为弹性碰撞。

二、弹性碰撞的规律（“一动碰一静”

）

如图所示，一个物体m1 以速度v1 与原来静止的物体m2

发生一维弹性碰撞，求碰撞后两物体的速度。

''mvmvmv1122………………….………..……①

【解析】动量守恒：112111'2m1v12m1v1'm2v222机械能守恒：2……………….………….………②

''m(vv)mv11122

由①得

………………………………...…...③

'''m(vv)(vv)mv1111122

由②得

…………….…………...….④

''vvv112

由③④得

……………………………………………⑤

2

由①⑤得

【讨论分析】

v1'm1m22m1'v1vvm1m2

2m1m21

（1）当m1 =m2

时，

v1’=0 ，

v2’= v1

质量相等，交换速度

（2）当m1 >m2

时，

v1’>0 ，

v2’>0

大撞小，同方向，一起跑

（3）当m1 >>m2

时，

v1’= v1

，

v2’= 2v1

超大碰超小，大不变，小加倍

（4）当m1

时，

v1’<0 ，

v2’>0

小撞大，小反弹，大前进

（5）当m1 <

时，

v1’=- v1

，

v2’=0

超小碰超大，小反速，大静止

注意：在进行以上分析时，同时给学生做好演示实验，可让学生猜想。

（三）课堂检测

1.【判一判】

（1）弹性碰撞过程中动量守恒、机械能不守恒。(

) （2）完全非弹性碰撞，动量守恒，机械能也守恒。(

) （3）三种碰撞中，动量都守恒。(

) （4）速度不同的两小球碰撞后粘在一起，碰撞过程中没有能量损失。(

) 2.在光滑的水平面上有三个完全相同的小球，它们成一条直线，2、3小球静止，并靠在一起，1小球以速度v0射向它们，如图所示．设碰撞中不损失机械能，则碰后三个小球的速度可能值是（ ）

A．v1＝v2＝v3＝v0

B．v1＝0，v2＝v3＝D．v1＝v2＝0，v3＝v0

v0

C．v1＝0，v2＝v3＝v0

3.速度为103m/s的氦核与静止的质子发生一维弹性碰撞，氦核的质量是质子的4倍，求碰撞后两个粒子的速度。

4.质量为m速度为v的A球，跟质量为3m的静止B球发生正碰，碰撞可能是弹性，也可能非弹性，碰后B球的速度可能是以下值吗？

（A）0.6v (B)0.4v (C)0.2v 解：B球速度的最小值发生在完全非弹性碰撞情形

由动量守恒：mv

=(3m+m)vminvmin=0.25v

B球速度的最大值发生在弹性碰撞时：

vmax2mv==0.5vm+3m所以，只有0.4v是速度可能值。

（四）课后作业：（“一动碰一动” ）

如图所示，在光滑水平面上，质量为m1、m2的两球发生一维弹性碰撞，碰撞前速度分别为

v1和

v2，求两球碰撞后各自的速度？

【解析】设碰撞后速度变为v1＇和v2＇，在弹性碰撞过程中，分别根据动量守恒定律、机械能守恒定律得：

m1v1+m2v2=m1v1＇+m2v2＇

①

②

由①

由②

由④/③

由③⑤式可以解出

⑥

⑦

③

④

⑤