高中物理-碰撞教學設(shè)計學情分析教材分析課后反思

1、碰撞教學設(shè)計教學目標（一）知識與技能1、認識彈性碰撞與非彈性碰撞，認識對心碰撞與非對心碰撞2、了解微粒的散射（二）過程與方法通過體會碰撞中動量守恒、機械能守恒與否，體會動量守恒定律、機械能守恒定律的應(yīng) 用。（三）情感、態(tài)度與價值觀感受不同碰撞的區(qū)別，培養(yǎng)學生勇于探索的精神。教學重點用動量守恒定律、機械能守恒定律討論碰撞問題教學難點對各種碰撞問題的理解。教學方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學生討論、交流。教學用具： 多媒體輔助教學設(shè)備、碰撞演示儀課時安排1課時教學過程（一）引入新課教師活動：碰撞過程是物體之間相互作用時間非常短暫的一種特殊過程，因而碰撞具有如下特點：學生活動：1、碰撞過程中動量守恒。提問：守

2、恒的原因是什么？（因相互作用時間短暫，因此一般滿足F內(nèi)F外的條件）學生活動：2、碰撞過程中，物體沒有宏觀的位移，但每個物體的速度可在短暫的時間 內(nèi)發(fā)生改變。3、碰撞過程中，系統(tǒng)的總動能只能不變或減少，不可能增加。提問：碰撞中，總動能減少最多的情況是什么？（在發(fā)生完全非彈性碰撞時總動能減少最多）點評：熟練掌握碰撞的特點，并解決實際的物理問題，是學習動量守恒定律的基本要求。（二）進行新課教師活動：1、展示投影片1,內(nèi)容如下：如圖所示，質(zhì)量為M的重錘自h高度由靜止開始下落， 砸到質(zhì)量為m 的木楔上沒有彈起，二者一起向下運動。設(shè)地層給它們的平均阻力為F,則木楔可進入的深度 L是多少？教師活動：組織學生

3、認真讀題，并給三分鐘時間思考。教師活動：（1）提問學生解題方法，可能出現(xiàn)的錯誤是：認為過程 中只有地層阻力 F做負功使機械能損失，因而解之為Mg （h+L） + mgL - FL =0學生活動：將此結(jié)論寫在黑板上，然后再分析物理過程。教師活動：（2）引導(dǎo)學生回答并歸納：第一階段，M做自由落體運動機械能守恒。m不動，直到M開始接觸m為止。再下面一個階段，M與m以共同速度開始向地層內(nèi)運動。阻力F做負功，系統(tǒng)機械能損失。教師活動：提問：第一階段結(jié)束時，M有速度，vM ,2gh ,而m速度為零。下一階段開始時，M與m就具有共同速度，即 m的速度不為零了，這種變化是如何實現(xiàn)的呢？教師活動：引導(dǎo)學生分析出

4、來，在上述前后兩個階段中間，還有一個短暫的階段，在這個階段中，M和m發(fā)生了完全非彈性碰撞，這個階段中，機械能（動能）是有損失的。教師活動：（3）讓學生獨立地寫出完整的方程組。學生活動：第一階段，對重錘有： n 111fl 2Mgh - Mv學生活動：第二階段，對重錘及木楔有Mv+0= （M+m ） V。學生活動：第三階段，對重錘及木楔有12（M m）hL FL 0 （M m）v2 2教師活動：（4）小結(jié)：在這類問題中，沒有出現(xiàn)碰撞兩個字，碰撞過程是隱含在整個 物理過程之中的，在做題中，要認真分析物理過程，發(fā)掘隱含的碰撞問題。教師活動：2、展示投影片2,其內(nèi)容如下：如圖所示，在光滑水平地面上，質(zhì)

5、量為M的滑塊上用輕桿及輕繩懸吊質(zhì)量為m的小球，此裝置一起以速度 Vo向右滑動。另一質(zhì)量也為M的滑塊靜止于上述 裝置的右側(cè)。當兩滑塊相撞后，便粘在一起向右運動，則小球此時 的運動速度是多少？教師活動：組織學生認真讀題，并給三分鐘思考時間。教師活動：（1）提問學生解答方案， 可能出現(xiàn)的錯誤有：在碰撞過程中水平動量守恒， 設(shè)碰后共同速度為 v,則有學生活動： （M+m） vo+0= （2M+m） v。解得，小球速度v mv02M m教師活動：（2）教師明確表示此種解法是錯誤的，提醒學生注意碰撞的特點：即宏觀 沒有位移，速度發(fā)生變化，然后要求學生們尋找錯誤的原因。教師活動：（3）總結(jié)歸納學生的解答，明

6、確以下的研究方法：碰撞之前滑塊與小球做勻速直線運動，懸線處于豎直方向。兩個滑塊碰撞時間極其短暫，碰撞前、后瞬間相比，滑塊及小球的宏觀位置都沒有發(fā)生改變，因此懸線仍保持豎直方向。學生活動：碰撞前后懸線都保持豎直方向，因此碰撞過程中，懸線不可能給小球以水平方向的作用力，因此小球的水平速度不變。學生活動：結(jié)論是：小球未參與滑塊之間的完全非彈性碰撞，小球的速度保持為 V0。教師活動：（4）小結(jié)：由于碰撞中宏觀無位移，所以在有些問題中，不是所有物體都 參與了碰撞過程，在遇到具體問題時一定要注意分析與區(qū)別。教師活動：3、展示投影片3,其內(nèi)容如下：在光滑水平面上，有 A、B兩個小球向右沿同一直線運動，取向右

7、為正，兩球的動量分 別是pA=5kgm/s , pB=7kgm/s ,如圖所示。若能發(fā)生正碰，則碰后兩球的動量增量pA、 pB可能是 （）辦 PBAo pA=-3kgm/s; pb =3kgm/sBo pA=3kgm/s ; ApB =3kgm/sCo pA=-10kgm/s ; ApB =10kgm/sD。 pA=3kgm/s ; pB =-3kgm/s教師活動：組織學生認真審題。教師活動：（1）提問：解決此類問題的依據(jù)是什么？學生活動：在回答的基礎(chǔ)上總結(jié)歸納為：系統(tǒng)動量守恒；系統(tǒng)的總動能不能增加；系統(tǒng)總能量的減少量不能大于發(fā)生完全 非彈性碰撞時的能量減少量；碰撞中每個物體動量的增量方向一定

8、與受力方向相同；如碰撞后向同方向運動，則后面物體的速度不能大于前面物體的速度。教師活動：（2）提問：題目僅給出兩球的動量，如何比較碰撞過程中的能量變化？2幫助學生回憶Ek 衛(wèi)一的關(guān)系。2m教師活動：（3）提問：題目沒有直接給出兩球的質(zhì)量關(guān)系，如何找到質(zhì)量關(guān)系?學生活動：認真讀題，挖掘隱含的質(zhì)量關(guān)系，即 A追上B并相碰撞，所以，VaVb ,即mA7所以，VaVb ,即mA,mBmB7（4）最后得到正確答案為 Ao教師活動：4、展示投影片4,其內(nèi)容如下：如圖所示，質(zhì)量為 m的小球被長為L的輕繩拴住，輕繩的一端固定在O點，將小球拉到繩子拉直并與水平面成。角的位置上，將小球由靜止釋放， 則小球經(jīng)過最低

9、點時的即時速度是多大？, 教師活動：組織學生認真讀題，并給三分鐘思考時間。.：.：L教師活動：（1）提問學生解答方法，可能出現(xiàn)的錯誤有：認為輕繩的拉力不做功，因 此過程中機械能守恒，以最低點為重力勢能的零點，有12mgL（1 sin ） - mv得 v 2gL(1 sin )教師活動：（2）引導(dǎo)學生分析物理過程。學生活動：第一階段，小球做自由落體運動，直到輕繩位于水平面以下，與水平面成0角的位置處為止。在這一階段，小球只受重力作用，機械能守恒成立。下一階段，輕繩繃直，拉住小球做豎直面上的圓周運動，直到小球來到最低點，在此過程中，輕繩拉力不做功，機械能守恒成立。教師活動：提問：在第一階段終止的時

10、刻， 小球的瞬時速度是什么方向？在下一階段初始的時刻，小球的瞬時速度是什么方向？學生活動：找到這兩個速度方向的不同后，解釋其原因，總結(jié)歸納明確以下觀點：學生活動：在第一階段終止時刻， 小球的速度豎直向下， 既有沿下一步圓周運動軌道切 線方向（即與輕繩相垂直的方向）的分量，又有沿軌道半徑方向（即沿輕繩方向）的分量。在輕繩繃直的一瞬間， 輕繩給小球一個很大的沖量， 使小球沿繩方向的動量減小到零，此過程很類似于懸掛輕繩的物體（例如天花板）與小球在沿繩的方向上發(fā)生了完全非彈性碰撞， 由于天花板的質(zhì)量無限大（相對小球），因此碰后共同速度趨向于零。在這個過程中，小球沿繩方向分速度所對應(yīng)的一份動能全部損失了

11、。因此，整個運動過程按機械能守恒來處理就3）要求學生重新寫出正確的方程組。教師活動：3）要求學生重新寫出正確的方程組。教師活動：2mgLsin1 2mv21 22v1 22vmgL(1 sin )1 2mv2學生活動：解得vJ2gL（sin2sin31）教師活動：（4）小結(jié)：很多實際問題都可以類比為碰撞，建立合理的碰撞模型可以很 簡潔直觀地解決問題。下面繼續(xù)看例題。教師活動：5、展示投影片5,其內(nèi)容如下：如圖所示，質(zhì)量分別為 mA和mB的滑塊之間用輕質(zhì)彈簧相連，水平地面光滑。mA、mB原來靜止，在瞬間給 mB 很大的沖量，使 mB獲得初速度 v0,則在以后的運動中，彈簧的 最大勢能是多少？r.

12、用A巾E y教師活動： 在學生認真讀題后，教師引導(dǎo)學生討論。/學生活動：（1） mA、mB與彈簧所構(gòu)成的系統(tǒng)在下一步運動過程中能否類比為一個mA、 mB發(fā)生碰撞的模型？（因系統(tǒng)水平方向動量守恒，所以可類比為碰撞模型）教師活動：（2）當彈性勢能最大時，系統(tǒng)相當于發(fā)生了什么樣的碰撞？（勢能最大, 動能損失就最大，因此可建立完全非彈性碰撞模型）學生活動：經(jīng)過討論，得到正確結(jié)論以后，要求學生據(jù)此而正確解答問題，得到結(jié)果為E到結(jié)果為Enp2mAmBVo2(mk mB)（三）課堂小結(jié)教師活動：讓學生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學到黑板上總結(jié)，其他同學在筆記本上總結(jié)，然后請同學評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。學生活動

13、：認真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。點評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學生概括總結(jié)能力。教師要放開，讓學生自己總結(jié)所學內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同， 從而構(gòu)建他們自己的知識框架。（四）作業(yè)問題與練習”45題板書設(shè)計16-4 碰撞一、碰撞的特點1、動量守恒2、動能不增加3、符合物理情景二、碰撞的分類1、彈性碰撞：機械能守恒非彈性碰撞：機械能不守恒2、對心碰撞和非對心碰撞三、碰撞的規(guī)律彈性碰撞m1Vl m1V| m2 V2121,21,2m1Vl m1v1 m2 V2222非彈性碰撞m1Vl m)V1 m2 V212112-mV1 m1V1

14、 - m2V2Ek222四、散射中子的發(fā)現(xiàn)教學體會思維方法是解決問題的靈魂， 是物理教學的根本； 親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng) 學生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學就成了無源之水、無本之木，學生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。碰撞學情分析學生已經(jīng)學習了運動學和牛頓運動定律、動能定理和機械能守恒 定律、動量定理和動量守恒定律等基礎(chǔ)知識，已具備了一定的運動狀 態(tài)和受力分析的意識和能力，但是能把物體的受力和運動狀態(tài)有機的 結(jié)合，進而根據(jù)原理的特征對過程進行有機分解的意識和能力還有待 提高。碰撞效果分析本節(jié)課的最大認識困難在于對碰撞過程中系統(tǒng)的能量是否守恒（動量守恒較容易），以及對碰

15、撞中瞬時的過程性理解 一一即此過程 從發(fā)生到結(jié)束雖然時間很短但依然是一個有初、 末態(tài)的過程。為了深 化學生對這個問題的認識，本節(jié)課從問題的提出、分析、討論，再到 應(yīng)用，一以貫之的以定量的實驗現(xiàn)象為基礎(chǔ)去豐富學生的感知，以促進學生對這個問題的有效認識并借此發(fā)展他們的抽象思維能力。從學生在課堂上的反應(yīng)和完成達標訓練的情況來看，本節(jié)課較好地完成了 三維教學目標，學生學習效率高，每個學生都有不同程度的收獲和提 高，能力得到了發(fā)展。碰撞教材分析本節(jié)教科書內(nèi)容的設(shè)計是從動量守恒定律應(yīng)用的角度考慮的。 碰 撞問題是動量守恒定律、機械能守恒定律這些最基本內(nèi)容的應(yīng)用， 研 究碰撞問題可以在典型的、有意義的情境中

16、復(fù)習這些基本內(nèi)容。 通過 回顧第1節(jié)的演示實驗，提出了彈性碰撞的概念，進而提出非彈性碰 撞的概念。通過 思考與討論”，進行理論推導(dǎo)，從而解釋了第1節(jié)的 演示實驗。明確對心碰撞和非對心碰撞的概念， 進一步介紹了微觀粒 子的碰撞現(xiàn)象一一散射。最后介紹了中子的發(fā)現(xiàn)過程，讓學生進一步 了解動量守恒定律的應(yīng)用。本節(jié)課在結(jié)構(gòu)上，教材首先根據(jù)碰撞中能量是否守恒， 將其分為 彈性碰撞和非彈性碰撞，再詳細討論彈性碰撞中的各種情況， 再介紹 對心碰撞（正碰）與非對心碰撞（斜碰），以及散射等初級概念。調(diào) 整后的教學結(jié)構(gòu)為：從奇妙的反射球等現(xiàn)象引入碰撞課題， 隨后從一 個小碰大的彈性碰撞實驗開始，推想并探尋其中滿足的

17、原理關(guān)系； 進 而推想同時滿足兩種守恒的碰撞的一般性求解和談?wù)摚?在此基礎(chǔ)上再 質(zhì)疑是否所有碰撞的機械嫩都守恒， 依然通過實驗去發(fā)現(xiàn)和歸因；然 后是總結(jié)碰撞的一般規(guī)律，并按照不同的標準對碰撞進行分類； 最后 是拓展視野一一展示生活生產(chǎn)中由宏觀到微觀等各個層面的碰撞。教學重點：用動量守恒定律、機械能守恒定律討論碰撞問題教學難點：對各種碰撞問題的理解.教學方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學生討論、交流。教學用具：多媒體輔助教學設(shè)備、碰撞演示儀課時安排：1課時碰撞課后鞏固練習 題組一碰撞的特點及可能性分析.下列關(guān)于碰撞的理解正確的是 （）A.碰撞是指相對運動的物體相遇時，在極短時間內(nèi)它們的運動狀態(tài)發(fā)生了顯著變

18、化的過程 B.在碰撞現(xiàn)象中，一般內(nèi)力都遠大于外力，所以可以認為碰撞時系統(tǒng)的動能守恒 C.如果碰撞過程中機械能守恒，這樣的碰撞叫做非彈性碰撞D .微觀粒子的相互作用由于不發(fā)生直接接觸，所以不能稱其為碰撞.在一條直線上相向運動的甲、乙兩個小球，它們的動能相等，已知甲球的質(zhì)量大于乙球的質(zhì)量，它們正碰后可能發(fā)生的情況是（）A.甲、乙兩球都沿乙球的運動方向B.甲球反向運動，乙球停下C.甲、乙兩球都反向運動D.甲、乙兩球都反向運動，且動能仍相等.質(zhì)量為m的小球A在光滑的水平面上以速度 v與靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為2m的小 TOC o 1-5 h z 球B發(fā)生正碰，碰撞后，A球的動能變?yōu)樵瓉淼?，那么碰撞

19、后B球的速度大小可能是（）9A.3V B.3VC.9VD.9V.兩個小球A、B在光滑的水平地面上相向運動，已知它們的質(zhì)量分別是mA=4 kg, mB=2kg, A的速度va=3 m/s（設(shè)為正），B的速度vb=-3 m/s,則它們發(fā)生正碰后，其速度可能分 別為（）A .均為+ 1 m/sB . +4 m/s 和一5 m/sC. +2 m/s 和一1 m/sD . 1 m/s 和 + 5 m/s題組二碰撞模型的處理.現(xiàn)有甲、乙兩滑塊，質(zhì)量分別為3m和m,以相同的速率 v在光滑水平面上相向運動，發(fā)生了碰撞.已知碰撞后，甲滑塊靜止不動，那么這次碰撞是（）A.彈性碰撞B,非彈性碰撞C.完全非彈性碰撞D

20、.條件不足，無法確定.b如圖所示，物體 A靜止在光滑的水平面上， A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧，與 A質(zhì)量相等的物 體B以速度v向A運動并與彈簧發(fā)生碰撞， A、B始終沿同一直線運動，則 A、B組成的系 統(tǒng)動能損失最大的時刻是（）A. A開始運動時B . A的速度等于A. A開始運動時B . A的速度等于v時B的速度等于零時（2014開封高二檢測）A和B的速度相等時 bzz/Zz/zzz/zzzzzz/Tzzzz小車AB靜置于光滑的水平面上，A端固定一個輕質(zhì)彈簧，B端粘有橡皮泥，AB車質(zhì)量為M, 長為L.質(zhì)量為m的木塊C放在小車上，用細繩連結(jié)于小車的 A端并使彈簧壓縮，開始時AB與C都處于靜止狀態(tài)，如

21、圖所示.當突然燒斷細繩，彈簧被釋放，使木塊 C向B端沖去，并跟B端橡皮泥粘在一起，以下說法中正確的是（）A.如果AB車內(nèi)表面光滑，整個系統(tǒng)任何時刻機械能都守恒B.整個系統(tǒng)任何時刻動量都守恒C.當木塊對地運動速度為 v時，小車對地運動速度為 mvD.整個系統(tǒng)最后靜止（2014衡水高二檢測）hh在光滑的水平面上有 a、b兩球，其質(zhì)量分別為 ma、mb,兩球在to時刻發(fā)生正碰，并且在碰撞過程中無機械能損失， 兩球在碰撞前后的速度 一時間圖象如圖所示，下列關(guān)系式正確的是()A. mamb B. mambC. ma= mb D.無法判斷9.兩個完全相同、質(zhì)量均為 m的滑塊A和B,放在光滑水平面上，滑塊

22、A與輕彈簧相連，彈簧另一端固定在墻上，當滑塊B以V0的初速度向滑塊 A運動，如圖所示，碰到 A后不再分開，下述說法中正確的是 ()A.兩滑塊相碰和以后一起運動過程，系統(tǒng)動量均守恒B.兩滑塊相碰和以后一起運動過程，系統(tǒng)機械能均守恒C.彈簧最大彈性勢能為 2mv0D.彈簧最大彈性勢能為1mv2 10.A、B兩物體在水平面上相向運動，其中物體A的質(zhì)量為mA= 4 kg,兩球發(fā)生相互作用前后的運動情況如圖所示.則：由圖可知A、B兩物體在 時刻發(fā)生碰撞，B物體的質(zhì)量為 mB=kg.(2)碰撞過程中，系統(tǒng)的機械能損失多少?題組三碰撞模型的綜合應(yīng)用11.冰球運動員甲的質(zhì)量為80.0 kg.當他以5.0 m/

23、s的速度向前運動時，與另一質(zhì)量為100 kg、速度為3.0 m/s的迎面而來的運動員乙相撞.碰后甲恰好靜止.假設(shè)碰撞時間極短，求：(1)碰后乙的速度的大??；(2)碰撞中總機械能的損失.在粗糙的水平桌面上有兩個靜止的木塊A和B,兩者相距為d.現(xiàn)給A初速度，使 A與B發(fā)生彈性正碰，碰撞時間極短.當兩木塊都停止運動后，相距仍然為d.已知兩木塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)均為叢B的質(zhì)量為A的2倍，重力加速度大小為 g.求A的初速度的大小。10.V C777777777777x777777777.兩物塊A、B用輕彈簧相連，質(zhì)量均為2 kg ,初始時彈簧處于原長，A、B兩物塊都以v= 6 m/s 的速度在光滑的水平地面上運動，質(zhì)量 4 kg的物塊C靜止在前方，如圖所示. B與C碰撞 后二者會粘在一起運動.則在以后的運動中：(1)當彈簧的彈性勢能最大時，物塊 A的速度為多大？(2)系統(tǒng)中彈性勢能的最大值是多少？碰撞課后反思在教學過程中，本節(jié)課先以研究碰撞為主題，向?qū)W生展示了一個 基本的現(xiàn)象研究的思維過程，即“觀察實驗一提出疑問-分析推理一 總結(jié)規(guī)律”。先從觀察生活中的碰撞總結(jié)碰撞特點，學生倍感興趣和 深