探究一维弹性碰撞

1.3科学探究—一维弹性碰撞（一）知识与技能1．认识弹性碰撞与非弹性碰撞，认识对心碰撞与非对心碰撞2．了解微粒的散射（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。

一、不同类型的碰撞1．碰撞的两个特点（1）碰撞过程时间很短，相互作用很强，可不考虑外界的影响。

（2）碰撞前后状态变化突然且明显，适合用守恒律研究运动状态的变化。

2．碰撞过程图3. 碰撞类型 （1）弹性碰撞在弹性力作用下，碰撞过程只产生机械能的转移，系统内无机械能的损失的碰撞，称为弹性碰撞。

（2）非弹性碰撞○1 非弹性碰撞：受非弹性力作用，使部分机械能转化为内能的碰撞称为非弹性碰撞。

○2完全非弹性碰撞：是非弹性磁撞的特例，这种碰撞的特点是碰后粘在—起(或碰后具有共同的速度)，其动能损失最大。

注意：碰撞后发生永久性形变、粘在一起、摩擦生热等的碰撞往往为非弹性碰撞。

二、弹性碰撞的规律（1）概念：碰撞前后质点系总动能不发生变化的碰撞。

（2）被碰球速度为零的完全弹性碰撞如图，设1m 为入射球，速度为10v ，2m 为被碰球，速度为0。

试求碰后二者的速度。

120（1）二者刚接触的状态（2）形变形成的过程（3）形变最大的状态（4）形变恢复的过程 （5）碰撞刚结束的状态 v ：1m 减速，2m 加速k E ：减小p ：不变v ：1m 减速，2m加速 k E ：恢复p ：不变v ：二者具有相等的速度 k E ：最小p ：不变由动量守恒及碰撞前后动能相等，有：2211101v m v m v m +=……………………①2222112101212121v m v m v m +=……………② 解得：⎩⎨⎧==02101v v v 或 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+-=10211210212112v m m m v v m m m m v 上面两组解中的第一组，描述的是碰撞前的速度情况；每二组描述的是碰撞后的速度情况。

1.3 科学探究-一维弹性碰撞三维教学目标1、知识与技能：知道动量定理的适用条件和适用范围；2、过程与方法：在理解动量定理的确切含义的基础上正确区分动量改变量与冲量；3、情感、态度与价值观：培养逻辑思维能力，会应用动量定理分析计算有关问题。

教学重点：动量、冲量的概念和动量定理。

教学难点：动量的变化。

教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。

教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备。

1、动量及其变化（1）动量的定义：物体的质量与速度的乘积，称为(物体的)动量。

记为p=mv 单位：kg·m/s读作“千克米每秒”。

理解要点：①状态量：动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息，反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态，具有瞬时性。

大家知道，速度也是个状态量，但它是个运动学概念，只反映运动的快慢和方向，而运动，归根结底是物质的运动，没有了物质便没有运动.显然地，动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息，更能从本质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。

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及这个效果发生的方向，动量的大小等于质量和速度的乘积，动量的方向与速度方向一致。

（2）动量的变化量：1、定义：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′，则称：△p= p′－p 为物体在该过程中的动量变化。

2、指出：动量变化△p是矢量。

方向与速度变化量△v相同。

一维情况下：Δp=mΔυ= mυ2- mΔυ1 矢量差例1：一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？2、动量定理（1）内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化（2）公式：Ft ＝m'v－mv ＝'p－p让学生来分析此公式中各量的意义：其中F是物体所受合外力，mv是初动量，m'v是末动量，t是物体从初动量变化到末动量所需时间，也是合外力F作用的时间。

鲁科版选修3《科学探究—一维弹性碰撞》教案及教学反思一、教学背景《科学探究—一维弹性碰撞》作为鲁科版选修3物理的一部分，是高中物理教学中的重要内容。

学生在学习此部分内容时，需要掌握一些基本的物理概念和理论知识，以及一些实验技能和科学探究的方法，以便在未来的学习和研究中具备更强的基础。

在本次教学中，我们将借助多媒体教学工具和实验探究活动，帮助学生更好地掌握本章内容，提升学生的科学素养和实验操作能力。

二、教学目标1.了解弹性碰撞的概念及其相关知识；2.熟悉一维弹性碰撞的实验过程；3.能够运用理论知识分析实验结果；4.培养学生科学探究的方法和能力；5.提高学生的实验操作技能和科学素养。

三、教学内容1. 弹性碰撞的概念及其相关知识（1）弹性碰撞的定义和特点（2）动量守恒定律和能量守恒定律的基本概念（3）动能和动量在弹性碰撞中的变化规律2. 一维弹性碰撞的实验过程（1）实验原理和装置（2）实验步骤和方法（3）实验结果的记录和分析3. 理论知识在实验中的应用（1）应用动量守恒定律和能量守恒定律分析实验结果（2）应用一维碰撞模型对实验结果进行解释和预测4. 科学探究的方法和能力（1）根据实验数据设计实验假设（2）利用科学探究的方法验证假设（3）制定科学实验方案并进行实验5. 实验操作技能和科学素养（1）学习使用实验仪器，掌握实验操作技能（2）体验科学探究的过程，培养科学素养四、教学方法本次教学采用多媒体教学法和实验探究法相结合的方式进行。

1.多媒体教学–通过图片、动画等形式直观地展示弹性碰撞的过程和理论知识；–借助多媒体教学软件进行实验模拟，辅助学生理解实验过程和结果。

2.实验探究–学生完成实验前，先由老师引导学生分析实验原理和装置，并设计实验方案；–学生在实验过程中，通过观察和记录实验数据，理解实验结果和碰撞过程；–学生在实验后，通过分析和比较实验数据，深入理解弹性碰撞的应用和特点。

五、教学反思通过本次教学，学生对弹性碰撞的概念和特点，以及动量守恒定律和能量守恒定律的基本概念和应用方法有了更深入的了解。

第三节科学探究——一维弹性碰撞教学设计林海[三维教学目标]1、知识与技能（1）了解不同类型的碰撞，知道完全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。

（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：通过探究一维弹性碰撞问题，使学生体验科学探究的过程，掌握科学探究的方法。

3、情感、态度与价值观：通过体验动量守恒定律在弹性碰撞中的应用，培养学生理论联系实际以及利用理论分析解决实际问题的能力。

[教学重点] 用动量守恒定律、动能守恒讨论碰撞问题[教学难点] 对各种碰撞问题的理解．[教学方法] 学生探究、教师引导。

[教学用具] 多媒体辅助教学设备、碰撞实验仪器[教学流程][教学过程]I、引入新课碰撞是日常生活中极为常见的现象，这节课我们一起来分析碰撞、研究碰撞。

II、新课教学1、体验碰撞，感知碰撞特点【学生实验】利用三个小球自由玩耍，使它们之间发生碰撞，观察（视觉、听觉、触觉等）碰撞现象总结其特点。

实验过程中教师巡视，注意纠正学生不恰当的碰撞方式。

师：请你说出你观察到的碰撞特点？生：听到碰撞有声音。

师：碰撞的声音是长还是短？生：声音很短。

师：声音很短能说明什么？生：碰撞的时间极短。

师：很好请坐。

我们由听碰撞的声音可以推测碰撞时间极短，而据此我们可以进一步推断碰撞过程中内力远大于外力。

还有哪些同学观察到碰撞的其他特点？生：有的碰撞前后两球在一条直线上运动，有的碰撞则不在一条直线上运动。

师：请你示范一下。

利用视频展台，学生边实验边讲解。

师：在物理学中把碰撞前后两球在一条直线上的叫做正碰，另一种叫做斜碰。

2、提出疑问，激发探究兴趣师：接下来我给大家展示一个碰撞实验，是1666年在英国皇家学会上表演的一个实验，在当时曾经引起极大的轰动。

实验仪器较为简单，用细绳悬挂两个钢球在同一水平高度，这两个钢球的大小、形状和质量均相同。

请大家注意观察。

师：请哪位同学描述一下你看到的实验现象。