人教版 (2019)选择性必修 第一册弹性碰撞和非弹性碰撞教学设计及反思

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册弹性碰撞和非弹性碰撞教学设计及反思，共3页。教案主要包含了观察与思考，讨论与交流等内容，欢迎下载使用。
能应用动量和能量的观点综合分析一维碰撞问题，培养学生的科学思维能力；
能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞，培养构建物理模型的能力；
加深对动量守恒定律和机械能守恒定律的理解，能用守恒观念解决实际问题。
教学重点：
弹性碰撞和非弹性碰撞的规律
教学难点：
利用动量守恒定律解决碰撞问题
教学方法：
通过创设生产生活中的实际情境，引导学生进行探究学习、合作学习。
课时安排：2课时
情境引入：
碰撞是自然界中常见的现象。陨石撞击地球而对地表产生破坏，网球受球拍撞击而改变运动状态…… 物体碰撞中动量是如何变化的？在各种碰撞中能量又是如何变化的？
新课教学：
碰撞：
概念：两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非常大的相互作用。
特点：
作用时间极短；
系统所受外力远小于内力，可认为系统的总动量守恒；
可忽略物体的位移，认为物体在碰撞前后仍在同一位置；
碰撞前的总动能总是大于或等于碰撞后的总动能。
【观察与思考】用如图所示的实验装置做如下实验：
（1）两个相同的刚性球悬挂于同一水平面，两悬点的距离等于刚性球的直径大小，线长相等，将其中一球拉开至一定角度，松手后使之与另一球发生正碰。
（2）在两个球分别套上尼龙搭扣做的套圈，做同样的碰撞。
记下碰撞后两球达到的最大高度，并思考下列问题。
在以上两种情况下，两个球碰撞前后的总机械能是否相等？可能的原因是什么？
如果碰撞前后总机械能不相等，是否违反了机械能守恒定律？
总结以上两种碰撞情况的区别。
弹性碰撞：若两球碰撞后，它们的形变能完全恢复，则没有机械能损失，碰撞前后两小球构成的系统的机械能相等，这种碰撞叫作弹性碰撞。
非弹性碰撞：若两球碰撞后，它们的形变不能完全恢复原状，这时将有一部分机械能转化为其他形式的能量，碰撞前后系统的机械能不再相等，这种碰撞叫作非弹性碰撞。
完全非弹性碰撞：若两球碰撞后完全不反弹粘在一起，这时机械能损失最大，这种碰撞叫作完全非弹性碰撞。
直线上的弹性碰撞和非弹性碰撞的规律分析
【讨论与交流】列举一些非弹性碰撞的例子，讨论碰撞过程损失的机械能去了哪里？
例题1：如图所示，质量为的物体B静止在光滑水平面上，物体B的左端连有轻弹簧，质量为的物体A以速度向B运动。在Ⅰ位置，物体A与物体B的轻弹簧刚好接触，弹簧开始被压缩，物体A开始减速，物体B开始加速；到Ⅱ位置，物体A，B的速度刚好相等（设为），弹簧被压缩到最短；到Ⅲ位置，物体A，B的速度分别为和。分三种情况讨论全过程系统动量和能量的变化情况。
在Ⅲ位置，弹簧可以恢复到原长。
在Ⅲ位置，弹簧只能部分恢复，不能回到原长。
在Ⅲ位置，弹簧弹性失效。
【讨论与交流】在弹性碰撞中：①若，则碰后A，B速度如何？②若或，则碰后A，B速度又如何？
例题2：一质量kg的炮弹竖直向上射出，在最高点炸为A，B两部分并沿水平方向飞出，A落地点a距离炮弹发射点50 m，B落地点b距离炮弹发射点150 m。求A和B的质量分别等于多少？（爆炸过程损失的炸药质量可以忽略不计）
练习：在光滑的水平地面上，质量为和的两个小球，正沿着同一方向分别以和的速度做匀速运动，且。经过一段时间，两球发生弹性碰撞，试分析两球碰撞后的速度各等于多少？
举例：1.台球的碰撞；
两辆汽车的碰撞；
子弹射入木块和木块一起运动。
练习：一质量M=0.080 kg、边长b=10 cm的正方体木块放置在光滑的水平面上，现有一质量m=0.020 kg的子弹，以 m/s的速度水平射向木块，子弹的速度方向与木块表面垂直，如果用钉子将木块固定在桌子上，则子弹可穿过木块，穿过后子弹的速度变为 m/s。
求子弹穿过木块的过程中受到的平均阻力大小；
如果木块不固定，试推理判断子弹能否穿过木块；
在（2）问的情况下，木块和子弹的最终速度分别为多大？
课堂小结：
会利用动量守恒定律和机械能守恒定律分析弹性碰撞问题；会综合运用动量守恒定律、动能不增加和速度合理性等知识解决一般的碰撞问题。
课后作业：
第一课时：第1题，第2题
第二课时：第3题，第4