【教案】弹性碰撞和非弹性碰撞+教学设计高一下学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

《弹性碰撞和非弹性碰撞》说课稿今天，我说课的内容是《弹性碰撞和非弹性碰撞》，根据新课标理念，我将从说教材、说学情、说教法、学法、说过程等四个方面进行我今天的说课。

一、说教材1、教材分析（1）教材分析：《弹性碰撞与非弹性碰撞》是2019年人教版高中物理选择性必修一第一章第五节的教学内容。

（2）内容讲述：教材通过对不同碰撞的研究，由实验引入碰撞过程中系统动量守恒，但能量会有所变化，并且根据能量的变化情况对碰撞进行分类；以对弹性碰撞的实例分析为例，通过对弹性碰撞过程方程的分析，解出碰撞后的未知量，从碰撞物体质量的角度对比分析了弹性碰撞后两物体的运动情况的判定。

（3）教程作用：从知识发展的线索来看，本节的教学内容是对前面几节内容的延续，在真实情况中建立起了弹性碰撞与非弹性碰撞的相关概念，也是对学习下节内容的铺垫。

2、知识结构A.不同的碰撞动量守恒，能量变化不同B.弹性碰撞与非弹性碰撞C.弹性碰撞实例分析3、核心素养【物理观念】（1）知道碰撞的分类；（2）理解弹性碰撞和非弹性碰撞。

【科学思维】通过生活中的问题情境分析，选择碰撞模型解决问题。

【科学探究】通过实验探究弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。

【科学态度与责任】（1）感受不同碰撞的区别,培养学生勇于探索的精神；（2）体会用守恒定律分析物理问题的方法,体会自然界的和谐与统一。

二、说学情1、知识基础经过前面四节的学习，学生已经从实验到理论，再从理论到实验，对碰撞中的动量守恒较为清晰的认识。

碰撞是生活中常见的现象。

碰撞时物体间相互作用持续时间很短，相互作用力很大，满足动量守恒条件。

2、认知能力学生对于碰撞已经具备动量守恒和能量守恒的物理观念，能够对不同碰撞中能量的去向有定性的了解和定量的分析。

3、学习动力高中学生对生活现象的好奇不再停留在表面，更愿意挖掘表象之后的深度联系。

水到渠成——两种碰撞模型的建立4、重难点分析（1）重点分析：用能量的观点分析碰撞问题，理解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点并解决相关问题。

《弹性碰撞和非弹性碰撞》学历案（第一课时）高中物理课程《弹性碰撞与非弹性碰撞》学历案（第一课时）一、学习主题本课学习主题为“弹性碰撞与非弹性碰撞”。

这是高中物理中关于动量守恒和能量守恒定律应用的重要一课，涉及物理学的两大基本原理及两者之间的相互作用关系。

学习该课程不仅能够掌握两种碰撞的特性和区分标准，同时可以更深入地理解力与运动之间的关系。

二、学习目标1. 知识与理解：了解弹性碰撞与非弹性碰撞的概念及其特性，能够运用基本公式进行简单计算。

2. 技能与方法：学会观察并分析两种碰撞过程中的能量变化和动量守恒现象，并能用物理原理进行解释。

3. 情感态度与价值观：培养对物理学研究的兴趣，提高科学探究能力，形成尊重事实、科学严谨的态度。

三、评价任务1. 概念理解评价：通过课堂提问和小组讨论，评价学生对弹性碰撞与非弹性碰撞概念的理解程度。

2. 技能操作评价：通过课后作业，评价学生运用公式进行计算的能力及对物理现象的观察分析能力。

3. 综合应用评价：通过课堂小测验或单元测试，评价学生对两种碰撞过程的理解和综合应用能力。

四、学习过程1. 导入新课：通过回顾动量守恒和能量守恒的基本原理，引出碰撞的概念及分类，为后续学习打下基础。

2. 新课讲解：详细讲解弹性碰撞和非弹性碰撞的定义、特点及区分标准。

通过实例分析，让学生理解两种碰撞过程中的能量转换和动量变化。

3. 实验演示：利用实验器材进行实验演示，让学生直观地观察两种碰撞过程，加深对理论知识的理解。

4. 学生实践：学生动手操作实验，记录数据并分析结果，锻炼学生的观察能力和实践能力。

5. 课堂小结：总结本课重点内容，加深学生对知识的理解和记忆。

五、检测与作业1. 课堂小测验：针对本课重点内容进行小测验，检测学生对知识的掌握情况。

2. 课后作业：布置相关习题，要求学生运用所学知识进行计算和分析，巩固所学内容。

3. 预习作业：布置下节课的预习内容，要求学生提前阅读教材和相关资料，为下节课的学习做好准备。

第5节弹性碰撞和非弹性碰撞[学习目标]1．知道什么是弹性碰撞和非弹性碰撞．(重点)2．会用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题．(难点)3．会根据碰撞的特点对碰撞过程进行判断．知识点1弹性碰撞和非弹性碰撞1．弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒的碰撞叫弹性碰撞．2．非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒的碰撞叫非弹性碰撞．[判一判]1．(1)两物体发生非弹性碰撞时，动量不守恒，动能也不守恒．()(2)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．()提示：(1)×(2)√知识点2弹性碰撞的实例分析1．两质量分别为m1、m2的小球发生弹性正碰，v1≠0，v2＝0，则碰后两球速度分别为v1′＝m1－m2m1＋m2v1，v2′＝2m1m1＋m2v1．2．若m1＝m2的两球发生弹性正碰，v1≠0，v2＝0，则v1′＝0，v2′＝v1，即两者碰后交换速度．3．若m1≪m2，v1≠0，v2＝0，则二者弹性正碰后，v1′＝－v1，v2′＝0.表明m1被反向以原速率弹回，而m2仍静止．4．若m1≫m2，v1≠0，v2＝0，则二者弹性正碰后，v1′＝v1，v2′＝2v1．表明m1的速度不变，m2以2v1的速度被撞出去．[判一判]2．(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．()提示：(1)√(2)×[想一想](1)如图所示，光滑水平面上并排着静止小球2、3、4，小球1以速度v0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？(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：(1)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v0运动．(2)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．1．(弹性碰撞)(多选)甲物体在光滑水平面上运动的速度为v1，与静止的乙物体相碰，碰撞过程中无机械能损失，下列结论正确的是()A．乙的质量等于甲的质量时，碰撞后乙的速度为v1B．乙的质量远远小于甲的质量时，碰撞后乙的速度是2v1C．乙的质量远远大于甲的质量时，碰撞后甲的速度是－v1D．碰撞过程中甲对乙做的功大于乙动能的增量解析：选ABC.由于碰撞过程中无机械能损失，故是弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可以解得两球碰后的速度v1′＝m1－m2m1＋m2v1，v2′＝2m1m1＋m2v1.当m1＝m2时，v2′＝v1，A正确；当m1≫m2时，v2′＝2v1，B正确；当m1≪m2时，v1′＝－v1，C正确；根据动能定理可知，D错误．2．(非弹性碰撞)质量为M的木块在光滑的水平面上以速度v1向右运动，质量为m的子弹以速度v2向左射入木块并停留在木块中，要使木块停下来，发射子弹的数目是()A.（M＋m）v2m v1 B.M v1（M＋m）v2C.m v1M v2 D.M v1m v2解析：选D.设发射子弹的数目为n，由动量守恒可知：nm v2－M v1＝0，解得n＝M v1m v2，D正确．探究一碰撞的特点和分类【问题导引】1．在非弹性碰撞过程中，系统的动能有损失，能否说明碰撞过程能量不守恒？2．子弹射入并停在木块中，系在绳子两端的物体将松弛的绳子突然拉直，以上两个过程可以视为哪一类碰撞？提示：1.不能．碰撞过程中能量守恒，损失的动能变成了其他形式的能，如内能．2．都可视为完全非弹性碰撞，因为两个过程中，发生作用的两个物体最后都以相同的速度一起运动．1．碰撞过程的特点(1)时间特点：碰撞现象中，相互作用的时间极短，相对物体运动的全过程可忽略不计．(2)受力特点：在碰撞过程中，系统的内力远大于外力，外力可以忽略，系统的总动量守恒．(3)位移特点：在碰撞过程中，由于在极短的时间内物体的速度发生突变，物体发生的位移极小，可认为碰撞前后物体处于同一位置．2．碰撞的分类(1)弹性碰撞：发生在产生弹性形变的物体间，满足动量守恒和机械能守恒，即①动量守恒：m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2.②机械能守恒：12m1v21＋12m2v22＝12m1v′21＋12m2v′22.(2)非弹性碰撞：碰撞过程物体会发生不能自行恢复的形变，还可能发热．所以，非弹性碰撞有动能损失，即机械能不守恒．①动量守恒：m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2.②机械能不守恒：12m1v21＋12m2v22＞12m1v′21＋12m2v′22.(3)完全非弹性碰撞：属于非弹性碰撞，动量守恒，动能损失最大，碰撞后两物体黏合在一起以相同的速度运动．【例1】如图，光滑水平地面上有三个物块A、B和C，它们具有相同的质量，且位于同一直线上．开始时，三个物块均静止．先让A以一定速度与B 碰撞，碰后它们粘在一起，然后又一起与C碰撞并粘在一起．求前后两次碰撞中损失的动能之比．[解析]设三个物块A、B和C的质量均为m，A与B碰撞前A的速度为v，碰撞后的速度为v1，A、B与C碰撞后的共同速度为v2.由动量守恒定律得m v＝2m v1m v＝3m v2设第一次碰撞中的动能损失为ΔE1，第二次碰撞中的动能损失为ΔE2，由能量守恒定律得12m v2＝12(2m)v21＋ΔE112(2m)v 21＝12(3m)v22＋ΔE2联立以上四式解得ΔE1∶ΔE2＝3∶1. [答案]3∶1[针对训练1](多选)(2022·四川新都期末)如图所示，一个质量为M的木箱静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的水平底板上放着一个质量为m的小木块．现使木箱获得一个向右的初速度v0，则() A．小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动B．小木块和木箱最终速度为MM＋mv0C．小木块与木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动D．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动解析：选AB.木箱与小木块组成的系统水平方向不受外力，故系统水平方向动量守恒，最终两个物体以相同的速度一起向右运动，取v0的方向为正方向，由动量守恒定律M v0＝(M＋m)v，解得v＝M v0M＋m，A、B正确，C、D错误．探究二判断一个碰撞过程是否存在的依据1．满足动量守恒：p1＋p2＝p′1＋p′2.2．满足动能不增加原理：E k1＋E k2≥E′k1＋E′k2.3．速度要符合情景(1)如果碰前两物体同向运动，则后面物体的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，且原来在前的物体的速度大于或等于原来在后的物体的速度v′前≥v′后．(2)如果碰前两物体是相向运动，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．若碰后沿同向运动，则前面物体的速度大于或等于后面物体的速度，即v′前≥v′后．【例2】(多选)质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动，A球的动量是7 kg·m/s，B球的动量是5 kg·m/s，A球追上B球发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能为()A．p′A＝8 kg·m/s，p′B＝4 kg·m/sB．p′A＝6 kg·m/s，p′B＝6 kg·m/sC．p′A＝5 kg·m/s，p′B＝7 kg·m/sD．p′A＝－2 kg·m/s，p′B＝14 kg·m/s[解析]从动量守恒的角度分析，四个选项都正确；从能量角度分析，A、B 碰撞过程中没有其他形式的能量转化为它们的动能，所以碰撞后它们的总动能不能增加．碰前B在前，A在后，碰后如果二者同向，一定仍是B在前，A在后，A不可能超越B，所以碰后A的速度应小于或等于B的速度．A中，显然碰后A 的速度大于B的速度，这是不符合实际情况的，A错误；碰前A、B的总动能E k＝p2A2m ＋p2B2m＝742m，计算碰后A、B的总动能，B中E′k＝p′2A2m＋p′2B2m＝722m<E k＝742m，C中E′k＝p′2A2m＋p′2B2m＝742m＝E k，D中E′k＝p′2A2m＋p′2B2m＝2002m>E k＝742m，D错误，B、C正确．[答案]BC【例3】(多选)(2022·肇庆第二次统一测试)质量为m的物块在光滑水平面上与质量为M的物块发生正碰，已知碰撞前两物块动量相同，碰撞后质量为m的物块恰好静止，则两者质量之比Mm可能为()A．1 B．2C．3 D．4[解析]设碰前每个物块的动量为p，碰后M的速度为v，由动量守恒定律得2p＝M v，由能量守恒定律可知，碰前系统的动能大于等于碰后系统的动能，又E k＝p22m ，可得p22M＋p22m≥12M v2＝12M⎝ ⎛⎭⎪⎫2pM2，联立解得Mm≥3，C、D正确．[答案]CD[针对训练2](多选)质量为1 kg的小球以4 m/s的速度与质量为2 kg的静止小球正碰，关于碰后的速度v1′和v2′，下面可能正确的是()A．v1′＝v2′＝43m/sB．v1′＝3 m/s，v2′＝0.5 m/sC ．v 1′＝1 m/s ，v 2′＝3 m/sD ．v 1′＝－1 m/s ，v 2′＝2.5 m/s解析：选AD.由碰撞前后总动量守恒m 1v 1＝m 1v 1′＋m 2v 2′和动能不增加E k ≥E k1′＋E k2′验证A 、B 、D 三项皆有可能．但B 项碰后后面小球的速度大于前面小球的速度，会发生第二次碰撞，不符合实际，A 、D 正确．探究三 碰撞与图像问题的结合【例4】 在光滑的水平面上，有a 、b 两球，其质量分别为m a 、m b ，两球在t 0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球碰撞后的速度图像如图所示，下列关系正确的是( )A ．m a >m bB ．m a <m bC ．m a ＝m bD ．无法判断[解析] 碰撞过程由动量守恒定律及机械能守恒定律分别可得m a v 0＝m a v 1＋m b v 2 12m a v 20＝12m a v 21＋12m b v 22 联立解得v 1＝m a －m b m a ＋m bv 0 由于碰撞后a 反弹，即v 1<0，可知m a <m b ，B 正确．[答案] B[针对训练3] 如图甲所示，光滑水平面上有A 、B 两物块，已知A 物块的质量m A ＝2 kg ，且以一定的初速度向右运动，与静止的物块B 发生碰撞并一起运动，碰撞前后的位移—时间图像如图乙所示(规定向右为正方向)，则碰撞后的速度及物体B 的质量分别为( )A．2 m/s，5 kg B．2 m/s，3 kg C．3.5 m/s，2.86 kg D．3.5 m/s，0.86 kg解析：选B.由图像可知，碰前A的速度v A＝204m/s＝5 m/s，碰后A、B的共同速度v＝28－208－4m/s＝2 m/s，A、B碰撞过程中动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得m A v A＝(m A＋m B)v，解得m B＝3 kg，B正确．(建议用时：40分钟)[基础巩固练]1．如图所示，质量为M的盒子放在光滑的水平面上，盒子内表面不光滑，盒内放有一块质量为m的物体，某时刻给物体一个水平向右的初速度v0，那么在物体与盒子前后壁多次往复碰撞后()A．两者的速度均为零B．两者的速度总不会相等C．盒子的最终速度为m v0M，方向水平向右D．盒子的最终速度为m v0M＋m，方向水平向右解析：选 D.选物体与小车组成的系统为研究对象，由水平方向动量守恒得m v0＝(M＋m)v，所以v＝mm＋Mv0，v方向与v0同向，即方向水平向右，D正确．2．(多选)质量为m的小球A，在光滑的水平面上以速度v0与质量为2m的静止小球B发生正碰，碰撞后A球的动能恰变为原来的19，则B球的速度大小可能是()A.13v0 B.23v0C.49v0 D.89v0解析：选AB.依题意，碰后A的动能满足12m v2A＝19×12m v2，得v A＝±13v0，代入动量守恒定律得m v0＝±m·13v0＋2m v B，解得v B＝13v0或v B＝23v0.3．(多选)如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动．两球质量关系为m B＝2m A，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为 6 kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞前后A球动量变化为－4 kg·m/s，则()A．左方是A球B．右方是A球C．碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5D．经过验证两球发生的碰撞不是弹性碰撞解析：选AC.光滑水平面上大小相同的A、B两球在发生碰撞时，规定向右为正方向，由动量守恒定律可得Δp A＝－Δp B，由于碰后A球的动量增量为负值，所以右边不可能是A球的，若是A球，则动量的增量应该是正值，因此碰后A 球的动量为2 kg·m/s，所以碰后B球的动量是增加的，为10 kg·m/s，由于两球质量关系为m B＝2m A，那么碰撞后A、B两球速度大小之比2∶5，A、C正确，B错误；设A的质量为m，则B的质量为2m，根据E k＝p22m ，碰前动能E k1＝622m＋62 2×2m ＝27m，碰后动能E k2＝222m＋1022×2m＝27m，则两球发生的是弹性碰撞，D错误．4．(多选)在光滑水平面上，动能为E k0、动量大小为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞，碰撞前后球1的运动方向相反，将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为E k1、p 1，球2的动能和动量的大小分别记为E k2、p 2，则必有( )A ．E k1<E k0B ．p 1<p 0C ．E k2>E k0D ．p 2>p 0解析：选ABD.两个钢球在相碰过程中同时遵守能量守恒和动量守恒，由于外界没有能量输入，而碰撞中可能产生热量，所以碰后的总动能不会超过碰前的总动能，即E k1＋E k2≤E k0，A 正确，C 错误；另外，A 选项也可写成p 212m ＜p 202m ，B正确；根据动量守恒，设球1原来的运动方向为正方向，有p 2－p 1＝p 0，D 正确．5．如图(a)所示，光滑水平面上有A 、B 两物块，已知A 物块的质量m A ＝1 kg ，初始时刻B 静止，A 以一定的速度向右运动，之后与B 发生碰撞，碰撞后它们的位移—时间图像如图(b)所示(规定向右为位移的正方向)，则物块B 的质量为多少？解析：由图像可知，碰前物块A 的速度v ＝124 m/s ＝3 m/s碰后物块A 的速度v A ＝8－128－4 m/s ＝－1 m/s碰后物块B 的速度v B ＝16－128－4 m/s ＝1 m/s由动量守恒定律m A v ＝m A v A ＋m B v B解得m B ＝m A v －m A v A v B＝4 kg. 答案：4 kg[综合提升练]6．某同学为研究反冲运动，设计了如图所示的装置，固定有挡光片的小车内表面水平，置于光滑水平面上，挡光片宽为d，小车的左侧不远处有固定的光电门，用质量为m的小球压缩车内弹簧，并锁定弹簧，整个装置处于静止，解除锁定，小球被弹射后小车做反冲运动并通过光电门，与光电门连接的计时器记录挡光片挡光时间为t，小车、弹簧和挡光片的总质量为3m，则小球被弹出小车的瞬间相对于地面的速度大小为()A.dt B.2dtC.3dt D.4dt解析：选C.解除锁定，小球被弹射后小车做反冲运动，经时间t通过光电门，则小车匀速运动的速度为v1＝dt，设小球的速度为v2，根据反冲运动的特点可知，小车与小球总动量为零，根据动量守恒定律得3m v1＝m v2，得小球的速度为v2＝3dt.7．如图所示，在光滑的水平面的左端连接一半径为R的14光滑圆弧形固定轨道，水平面上有一质量为M＝3m的小球Q连接着轻质弹簧，处于静止状态．现有一质量为m的小球P从B点正上方高h＝R处由静止释放，空气阻力不计，求：(1)小球P到达圆弧形轨道最低点C时的速度大小和对轨道的压力；(2)在小球P压缩弹簧的过程中，弹簧具有的最大弹性势能．解析：(1)小球P从A运动到C的过程，根据机械能守恒定律得mg(h＋R)＝12m v 2C又h＝R，代入解得v C＝2gR在最低点C处，根据牛顿第二定律有F N－mg＝m v2CR解得轨道对小球P的支持力F N＝5mg根据牛顿第三定律知，小球P对轨道的压力大小为5mg，方向竖直向下．(2)弹簧被压缩过程中，当两球速度相等时，弹簧具有最大弹性势能，根据系统动量守恒有m v C＝(m＋M)v根据机械能守恒定律有12m v 2C ＝E pm＋12(m＋M)v2联立解得E pm＝32mgR.答案：(1)2gR5mg，方向竖直向下(2)32mgR8．如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C，B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)．设A以速度v0朝B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动．假设B 和C碰撞过程时间极短，从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，(1)整个系统损失的机械能；(2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能．解析：A、B碰撞时动量守恒、能量也守恒，而B、C相碰粘接在一块时，动量守恒．系统产生的内能则为机械能的损失．当A、B、C速度相等时，弹性势能最大．(1)从A压缩弹簧到A与B具有相同速度v1时，对A、B与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得m v0＝2m v1①此时B与C发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为v2，损失的机械能为ΔE.对B、C组成的系统，由动量守恒定律和能量守恒定律得m v1＝2m v2②12m v 21＝ΔE＋12(2m)v22③联立①②③式得ΔE＝116m v 2.④(2)由②式可知v2<v1，A将继续压缩弹簧，直至A、B、C三者速度相同，设此速度为v3，此时弹簧被压缩至最短，其弹性势能为E p.由动量守恒定律和能量守恒定律得m v0＝3m v3⑤12m v 20－ΔE＝12(3m)v23＋E p⑥联立④⑤⑥式得E p＝1348m v 2 0 .答案：(1)116m v2(2)1348m v2。

弹性碰撞和非弹性碰撞【教学目标】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．加深对动量守恒定律和机械能守恒定律的理解，能运用这两个定律解决碰撞问题。

二、过程与方法通过实验增强学生对于碰撞问题中动量和机械能的守恒或不守恒的深层理解。

三、情感态度与价值观1．渗透“学以致用”的思想，培养学生的科学素养。

2．通过分组合作的探究性学习过程，锻炼学生主动与他人合作的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，敢于坚持正确观点，勇于修正错误，具有团队精神。

【教学重难点】用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题。

【教学过程】一、复习提问、新课导入教师：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。

这两种碰撞过程，系统动量都守恒，那系统的机械能是否守恒呢？二、新课教学（一）弹性碰撞和非弹性碰撞分析左图：由动量守恒得：m1v+0=0+m2v′由于m1=m2=m；得：v′=v则E初=12mv2；E末=12mv2碰撞前后机械能守恒，无能量损失。

我们把这种碰撞称为弹性碰撞。

分析右图：由动量守恒得：mv+0=2mv′∴v′=12v则E初=12mv2；E末=122m(v2)2=14mv2碰撞前后机械能不守恒。

（一部分机械能转化成内能。

）我们把这种碰撞称为非弹性碰撞。

总结：1．弹性碰撞：如果系统在碰撞前后动能不变，这类碰撞叫作弹性碰撞。

2．非弹性碰撞：如果系统在碰撞后动能减少，这类碰撞叫作非弹性碰撞。

（二）弹性碰撞的实例分析1．对心碰撞与非对心碰撞学生观察这两种碰撞的不同，总结：（1）对心碰撞：碰撞前后的速度都沿同一条直线，也称正碰。

（2）非对心碰撞：碰撞前后的速度不在一条直线，也称斜碰。

2．弹性碰撞已知：如图，地面光滑，物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性碰撞，碰后它们的速度分别为v1′和v2′，求v1′和v2′。

分析：由动量守恒得：m1v1+0=m1v1′+m2v2′……①由机械能守恒得：12m1v12=12m1v1′2+12m2v2′2……②联立①②得：v1′=m1−m2 m1+m2v1v2′=2m1m1+m2v1请学生分析几下几种情况下的速度情况：（1）若m1=m2（2）若m1≫m2（3）若m1≪m2学生回答，教师总结：（1）若m1=m2；得：v1′=0；v2′=v1；则：两小球交换速度。

第一章第5节弹性碰撞和非弹性碰撞【学习目标】1．知道什么是弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞，正碰(对心碰撞)和斜碰(非对心碰撞)。

2．会用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题。

【知识梳理】一、碰撞1．特点：(1)动量守恒：碰撞作用时间极短，内力(相互碰撞力)远大于外力，总动量守恒，即p1＋p2＝p1′＋p2′。

(2)位移为零：时间极短，速度突变，位移极小，可认为碰撞前后物体处于同一位置。

(3)动能不增加：系统的动能不会增加，只可能减少或不变，即E k1＋E k2≥E′k1＋E′k2。

(4)速度要合理：①若两物体同向运动，则碰前应有v后＞v前；碰后原来在前的物体速度一定增大即v前′＞v前，且碰后两物体应有v前′≥v后′。

②若两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变，除非碰后速度均为零。

2．分类：(1)从能量角度分类①弹性碰撞：系统在碰撞前后动能不变。

②非弹性碰撞：系统在碰撞后动能减少。

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。

(理想化模型)(2)从碰撞前后物体运动方向是否共线分类①正碰(对心碰撞或一维碰撞)：碰撞之前球的速度与两球心的连线在同一条直线上，碰撞之后两个球的速度仍会沿着这条直线。

②斜碰(非对心碰撞)：碰撞之前球的速度与两球心的连线不在同一条直线上，碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线而运动。

二、弹性碰撞特例设物体m1以速度为v1与原来静止的物体m2发生正碰，且没有动能损失。

求碰撞后两球的速度v′1、v ′2。

m 1v 1＝m 1v ′1＋m 2v ′2 12m 1v 21＝12m 1v ′21＋12m 2v ′22 解得v ′1＝(m 1－m 2)v 1m 1＋m 2，v ′2＝2m 1v 1m 1＋m 2结论：(1)当m 1＝m 2时，v ′1＝0，v ′2＝v 1(质量相等，速度交换)； (2)当m 1>m 2时，v ′1>0，v ′2>0，且v ′2>v ′1(大碰小，一起跑)； (3)当m 1<m 2时，v ′1<0，v ′2>0(小碰大，要反弹)；(4)当m 1≫m 2时，v ′1＝v 1，v ′2＝2v 1(极大碰极小，大不变，小加倍)；(5)当m 1≪m 2时，v ′1＝－v 1，v ′2＝0(极小碰极大，小等速率反弹，大不变)。

《弹性碰撞和非弹性碰撞》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解弹性碰撞和非弹性碰撞的基本观点和性质。

2. 掌握弹性碰撞和非弹性碰撞过程中的能量守恒规律。

3. 能够运用弹性碰撞和非弹性碰撞的基本规律解决实际问题。

二、教学重难点1. 教学重点：* 弹性碰撞的性质和应用。

* 非弹性碰撞过程的能量守恒规律。

2. 教学难点：* 理解非弹性碰撞过程中的能量转化和损失。

* 运用弹性碰撞和非弹性碰撞的基本规律解决实际问题。

三、教学准备* 准备教学用具：黑板、白板、实物模型、实验器械等。

* 准备教学内容：相关案例、习题、实验演示等。

* 准备教学时间：约90分钟（含休息时间）。

* 准备教学人员：物理教师、助教等。

四、教学过程：1. 引入新课：通过一些生活中的实例引入弹性碰撞和非弹性碰撞的观点，让学生有一个直观的认识。

例如：* 子弹打入木块，弹簧压缩和恢复的过程。

* 球碰到墙壁后弹起来的过程。

* 跳水运动员入水的过程等。

然后向学生诠释弹性碰撞和非弹性碰撞的定义和基本特性。

2. 弹性碰撞和非弹性碰撞的公式和定理：在这一部分，我们将介绍弹性碰撞和非弹性碰撞的基本公式和定理，包括动量守恒和能量守恒定理等。

让学生了解这些定理在解决实际问题中的重要性。

3. 弹性碰撞和非弹性碰撞的模型分析：通过一些具体的模型，例如完全弹性碰撞、非完全弹性碰撞等，进行详细的分析和讨论，让学生了解不同情况下的结果和变化。

同时，可以通过实验来验证理论分析的结果。

4. 学生实验：让学生亲自进行实验，通过实验来验证弹性碰撞和非弹性碰撞的基本规律。

例如，可以让学生用小球和墙壁进行实验，观察小球反弹的高度等。

5. 教室讨论：让学生对弹性碰撞和非弹性碰撞的问题进行讨论，提出自己的问题和想法，通过讨论来加深对知识的理解。

6. 总结和回顾：在课程的最后，进行一次全面的总结和回顾，让学生对弹性碰撞和非弹性碰撞的知识有一个完备的认识。

同时，也可以让学生提出自己的问题，进行解答和指导。

弹性碰撞和非弹性碰撞【本讲教育信息】一. 教学内容：1、弹性碰撞和非弹性碰撞2、反冲运动与火箭3、用动量概念表示牛顿第二定律二、知识归纳、总结：（一）弹性碰撞和非弹性碰撞1、碰撞碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短的时间内它们的运动状态发生显著变化的过程。

2、碰撞的分类（按机械能是否损失分类）（1）弹性碰撞：如果碰撞过程中机械能守恒，即为弹性碰撞。

（2）非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒的碰撞。

3、碰撞模型相互作用的两个物体在很多情况下皆可当作碰撞处理，那么对相互作用中两物体相距恰“最近”、相距恰“最远”或恰上升到“最高点”等一类临界问题，求解的关键都是“速度相等”，具体分析如下：（1）如图所示，光滑水平面上的A物体以速度v去撞击静止的B物体，A、B两物体相距最近时，两物体速度必定相等，此时弹簧最短，其压缩量最大。

（2）如图所示，物体A以速度v0滑到静止在光滑水平面上的小车B上，当A在B上滑行的距离最远时，A、B相对静止，A、B两物体的速度必定相等。

（3）如图所示，质量为M的滑块静止在光滑水平面上，滑块的光滑弧面底部与桌面相切，一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来，设小球不能越过滑块，则小球到达滑块上的最高点时（即小球竖直方向上的速度为零），两物体的速度肯定相等（方向为水平向右）。

（二）对心碰撞和非对心碰撞1、对心碰撞碰撞前后物体的速度都在同一条直线上的碰撞，又称正碰。

2、非对心碰撞碰撞前后物体的速度不在同一条直线上的碰撞。

3、散射指微观粒子的碰撞。

（三）反冲反冲运动（1）定义：原来静止的系统，当其中一部分运动时，另一部分向相反方向的运动 ，就叫做反冲运动。

（2）原理：反冲运动的基本原理仍然是动量守恒定律，当系统所受的外力之和为零或外力远远小于内力时，系统的总量守恒，这时，如果系统的一部分获得了某一方向的动量，系统的剩余部分就会在这一方向的相反方向上获得同样大小的动量。

（3）公式：若系统的初始动量为零，则动量守恒定律形式变为： 0=m 1v 1＇+ m 2v 2＇.此式表明，做反冲运动的两部分，它们的动量大小相等，方向相反，而它们的速率则与质量成反比。

1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞【教学目标】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．加深对动量守恒定律和机械能守恒定律的理解，能运用这两个定律解决碰撞问题。

二、过程与方法通过实验增强学生对于碰撞问题中动量和机械能的守恒或不守恒的深层理解。

三、情感态度与价值观1．渗透“学以致用”的思想，培养学生的科学素养。

2．通过分组合作的探究性学习过程，锻炼学生主动与他人合作的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，敢于坚持正确观点，勇于修正错误，具有团队精神。

【教学重难点】用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题。

【教学过程】一、复习提问、新课导入教师：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。

这两种碰撞过程，系统动量都守恒，那系统的机械能是否守恒呢？二、新课教学（一）弹性碰撞和非弹性碰撞分析左图：由动量守恒得：m1v+0=0+m2v′由于m1=m2=m；得：v′=v则E初=12mv2；E末=12mv2碰撞前后机械能守恒，无能量损失。

我们把这种碰撞称为弹性碰撞。

分析右图：由动量守恒得：mv+0=2mv′∴v′=12v则E初=12mv2；E末=122m(v2)2=14mv2碰撞前后机械能不守恒。

（一部分机械能转化成内能。

）我们把这种碰撞称为非弹性碰撞。

总结：1．弹性碰撞：如果系统在碰撞前后动能不变，这类碰撞叫作弹性碰撞。

2．非弹性碰撞：如果系统在碰撞后动能减少，这类碰撞叫作非弹性碰撞。

（二）弹性碰撞的实例分析1．对心碰撞与非对心碰撞学生观察这两种碰撞的不同，总结：（1）对心碰撞：碰撞前后的速度都沿同一条直线，也称正碰。

（2）非对心碰撞：碰撞前后的速度不在一条直线，也称斜碰。

2．弹性碰撞已知：如图，地面光滑，物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性碰撞，碰后它们的速度分别为v1′和v2′，求v1′和v2′。

分析：由动量守恒得：m1v1+0=m1v1′+m2v2′……①由机械能守恒得：12m1v12=12m1v1′2+12m2v2′2……②联立①②得：v1′=m1−m2 m1+m2v1v2′=2m1m1+m2v1请学生分析几下几种情况下的速度情况：（1）若m1=m2（2）若m1≫m2（3）若m1≪m2学生回答，教师总结：（1）若m 1=m 2；得：v 1′=0 ；v 2′=v 1；则：两小球交换速度。

1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞教学目标（一）知识与技能1、研究弹性碰撞和非弹性碰撞的特点，知道什么是弹性碰撞和非弹性碰撞.2、能用动量守恒定律和能量守恒处理弹性碰撞问题.3、知道什么是对心碰撞和非对心碰撞，了解处理非对心碰撞问题的一般方法.4、知道动量守恒定律及碰撞知识在物理学发展过程中的作用.（二）过程与方法领悟理论研究和实验验证相结合研究物理问题的优越性和重要性，熟悉运用动量守恒定律解决碰撞问题一般方法.（三）情感态度与价值观1、通过对碰撞问题的讨论及其在物理学上应用体会自然界的和谐统一.2、通过对“科学足迹”的材料学习，体会在科学发现中信息交流和科学思想碰撞的重大意义.教学重点：弹性正撞的特点和应用.教学难点：非对心碰撞及其处理方法.教学方法：实验演示法、讲述法、讨论法教学用具：气垫导轨、两个滑块（附有弹簧圈和尼龙拉扣）、铁架台、悬线两根、小钢球三个（其中两个质量相等，另一个质量相差较多）多媒体教学设备一套.教学过程（一）引入新课提问：从前两节学习中，你知道了碰撞过程中什么量是守恒的？学生活动：动量守恒.追问：碰撞过程除了动量守恒，还有没有另外的守恒量？（二）新课教学1、弹性碰撞和非弹性碰撞如图，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B球到达的高度与A球释放的高度.教师：实验中你看到了什么现象？你觉得能说明什么问题？学生活动：碰撞后B 球到达的高度与A 球释放的高度相同.忽略空气阻力的影响，这一碰撞过程中能量是守恒的.教师：对这个结论我们如何进行定量研究呢？实验设计：演示：利用气垫导轨研究一个运动的滑块碰另一个质量相等静止的滑块的弹性碰撞中动能守恒.学生活动：记录数据，计算.结论：这一碰撞过程中动能也是守恒的.教师：我们已经知道各种碰撞过程中动量总是守恒的，我们又研究了上述两种碰撞，他们也遵守能量守恒，那么是不是一切的碰撞过程中能量总是守恒的？如果将上述实验中两个滑块间换上尼龙拉扣，让它们碰撞后两滑块粘在一起运动，这样的碰撞能量守恒吗？我们先不做实验，大家先通过理论研究看能得出什么结论.学生活动：由动量守恒：m v 1+0=2m v 共，得v 共= 12v 碰撞前的总动能： 2112mv 碰撞后的总动能：221112=24共mv mv 这一碰撞过程中动能有损失.教师演示上述实验，验证理论研究的结论.教师：上述讨论的两种碰撞，一种碰撞过程中没有机械能损失，称为弹性碰撞，另一种有机械能损失，称为非弹性碰撞.弹性碰撞：在弹性力的作用下，系统内只发生机械能的转移，无机械能的损失，称完全弹性碰撞.微观粒子间的碰撞都是弹性碰撞.非弹性碰撞：在非弹性力的作用下，部分机械能转化为物体的内能，机械能有了损失，称非弹性碰撞.完全非弹性碰撞：在非弹性碰撞中，碰撞物体粘合在一起，具有相同的速度.这种情况下机械能损失最大（转化为内能等），称完全非弹性碰撞.理解：弹性碰撞和非弹性碰撞的动量都是守恒的，它们的区别是在于有没有能量损失.钢球、玻璃球的碰撞形变由于是弹性力作用，形变能完全恢复，所以没有能量损失，是弹性碰撞.木制品碰撞的形变不能完全恢复，碰撞过程有能量损失，是非弹性碰撞.橡皮泥球的碰撞为完全非弹性碰撞.下面我重点来研究弹性碰撞.演示如下实验：m B ＝m A ，m B ＞＞m A ，m B ＜＜m A理论推导：作为弹性碰撞：11221122m m m m +='+'v v v v22221122112211112222m m m m +='+'v v v v 若20=v （一动一静），发生弹性正碰，则有111122m m m ='+'v v v ①222111122111222m m m ='+'v v v ② 则由①②两式得：121112m m 'm m -=+v v ；122122m 'm m =+v v A 、当21m m >>时，1121,2''≈≈v v v vB 、当21m m =时，1210,''==v v v ．两球交换速度C 、当21m m <<时，112,0''≈-≈v v v ．主动球反弹.例1、在光滑水平面上有质量分别为m 1=2kg ，m 2=3kg 的木块.m 2原来静止，m 1以向右的速度v 1=10m/s 与m 2做对心碰撞.分析说明m 1、m 2碰撞分开后的速度可能取值范围．碰撞可能是三种类型碰撞的任何一种,应做全局分析说明.为此提出以下几个问题启发学生思考：①如果是弹性碰撞，碰后情况怎样？②如果是完全非弹性碰撞，碰撞情况怎样？③如果是非弹性碰撞两木块可能在什么时刻分开，分开后的速度范围如何利用弹性碰撞结果和完全非弹性碰撞结果来分析？审题解答：①如是完全非弹性碰撞，则有：1112(m m =共）v +m v ，11124m/s m m ==共v v +m ②如是弹性碰撞，则有 111122m m m ='+'v v v222111122111222m m m ='+'v v v 解得：12m/s '=-v ，28m/s '=v③由于是非弹性碰撞，m 1、m 2在恢复形变过程中的某一时刻分开，则v 1′、v 2′的数值范围应为4m/s≤v 2′≤8m/s-2m/s≤v 1′≤4m/sv 1′、v 2′的具体数值应在满足动量守恒的条体下由两物体的弹性性质决定.2、对心碰撞和非对心碰撞教师：上面我们们讨论的碰撞，无论是弹性碰撞，还是非弹性碰撞，都发在一维空间，即在一条直线上，我们称之为对心碰撞.下面我们看一段视频资料，你发现了什么？教师：播放一段台球非对心碰撞的视频.学生活动：观看视频，发表看法.教师：这是一个平面内的二维碰撞问题，称为非对心碰撞.对心碰撞是在一条直线上，我们在这个方向应用动量守恒定律，那么非对心碰撞如何应用动量守恒定律？例2、如图，同质量的小球1和2，运动的1球与静止的2球发生非对心碰撞，如果碰撞后2球的速度如图中所示，试画出1球碰撞后的速度.教师：以上处理也可以在相互垂直的两个方向上分别运用动量守恒定律.碰撞是一个十分普遍的现象，特别是在近代物理有关微观粒子的探讨中，它的研究起着重要作用.由于微观粒子很小，大多发生的是非对心碰撞，因为碰撞后大多数粒子飞向四面八方，所以微观粒子的碰撞常称为“散射”.例如近代物理中非常著名的“α粒子散射实验”教师：下面请同学们阅读“科学足迹”一段材料，然后谈谈你的想法学生活动：阅读并发表看法：（1）动量守恒定律及碰撞问题的研究在物理学发展过程中的有着重要的作用.（2）在科学发现中信息交流和科学思想碰撞的有着重大意义，是必不可少的.（三）课堂小结让学生自己总结本节课所学内容并与同学交流.（四）布置作业完成“问题与练习”中的题目.。