高一物理碰撞教案

第一篇：高一物理碰撞教案

碰

撞

一．目的要求

1．用对心碰撞特例检验动量守恒定律；

2．了解动量守恒和动能守恒的条件；

3．熟练地使用气垫导轨及数字毫秒计。

二．原理

1．验证动量守恒定律

动量守恒定律指出：若一个物体系所受合外力为零，则物体的总动量保持不变；若物体系所受合外力在某个方向的分量为零，则此物体系的总动量在该方向的分量守恒。

设在平直导轨上，两个滑块作对心碰撞，若忽略空气阻力，则在水平方向上就满足动量守恒定律成立的条件，即碰撞前后的总动量保持不变。

m1u1m2u2m1v1m2v2(6.1)其中，u1、u2和v1、v2分别为滑块m1、m2在碰撞前后的速度。若分别测出式(6.1)中各量，且等式左右两边相等，则动量守恒定律得以验证。

2．碰撞后的动能损失

只要满足动量守恒定律成立的条件，不论弹性碰撞还是非弹性碰撞，总动量都将守恒。但对动能在碰撞过程中是否守恒，还将与碰撞的性质有关。碰撞的性质通常用恢复系数e表达：

ev2v1

(6.2)u1u2式(6.2)中，v2v1为两物体碰撞后相互分离的相对速度，u1u2则为碰撞前彼此接近的相对速度。

(1)若相互碰撞的物体为弹性材料，碰撞后物体的形变得以完全恢复，则物体系的总动能不变，碰撞后两物体的相对速度等于碰撞前两物体的相对速度，即v2v1u1u2，于是e1，这类碰撞称为完全弹性碰撞。

(2)若碰撞物体具有一定的塑性，碰撞后尚有部分形变残留，则物体系的总动能有所损耗，转变为其他形式的能量，碰撞后两物体的相对速度小于碰撞前的相对速度，即0v2v1u1u2于是，0e1，这类碰撞称为非弹性碰撞。

(3)碰撞后两物体的相对速度为零，即v2v10或v2v1v，两物体粘在一起以后以相同速度继续运动，此时e0，物体系的总动能损失最大，这类碰撞称为完全非弹性碰撞，它是非弹性碰撞的一种特殊情况。

三类碰撞过程中总动量均守恒，但总动能却有不同情况。由式(6.1)和(6.2)可求碰撞后的动能损失 Ek(1/2)m1m21e2u1u2/m1m2。①对于完全弹性碰撞，因

2e1，故Ek0，即无动能损失，或曰动能守恒。②对于完全非弹性碰撞，因e0，故：

EkEkM，即，动能损失最大。③对于非完全弹性碰撞，因0e1，故动能损失介于二者之间，即：0EkEkM。

3.m1m2m，且u20的特定条件下，两滑块的对心碰撞。

(1)对完全弹性碰撞，e1，式(6.1)和(6.2)的解为

v10(6.3)v2u1由式(6.3)可知，当两滑块质量相等，且第二滑块处于静止时，发生完全弹性碰撞的结果，使第一滑块静止下来，而第二滑块完全具有第一滑块碰撞前的速度，“接力式”地向前运动。若即动能亦守恒。

以上讨论是理想化的模型。若两滑块质量不严格相等、两挡光物的有效遮光宽度s1及式(6.3)得到验证，则说明完全弹性碰撞过程中动量守恒，且e1，Ek0，s2也不严格相等，则碰撞前后的动量百分差E1为：

E1动能百分差E2为: E2P2P1P1m2s2t11(6.4)m1s1t22m2s2t121(6.5)22m1s1t2Ek2Ek1Ek1若E1及E2在其实验误差范围之内，则说明上述结论成立。

(2)对于完全非弹性碰撞，式(6.1)和(6.2)的解为：

v1v2vu(6.6)2若式(6.6)得证，则说明完全非弹性碰撞动量守恒，且e0，其动能损失最大，约为50%。

s1。同样可求得其动考虑到完全非弹性碰撞时可采用同一挡光物遮光，即有：s2及E2分别为： 量和动能百分差E1m2t1P2P11

E1mt1(6.7)P1122Ek1m2t1'Ek E21mt'1(6.8)1Ek12显然，其动能损失的百分误差则为：

2m2t1

E211

(6.9)mt12及E在其实验误差范围内，则说明上述结论成立。若E1三．仪器用品

气垫导轨及附件(包括滑块及挡光框各一对)，数字毫秒计、物理天平及游标卡尺等。四．实验内容

1．用动态法调平导轨，使滑块在选定的运动方向上做匀速运动，以保证碰撞时合外力为零的条件(参阅附录２)；

2．用物理天平校验两滑块（连同挡光物）的质量m1及m2；

2； 3．用游标卡尺测出两挡光物的有效遮光宽度s1、s2及s1 4．在m1m2m的条件下，测完全弹性和完全非弹性碰撞前后两滑块各自通过光电、t2。门一及二的时间t1、t2及t1五．注意事项

1．严格按照气垫导轨操作规则(见附录２)，维护气垫导轨；

2．实验中应保证u20的条件，为此，在第一滑块未到达之前，先用手轻扶滑块（2），待滑块（1）即将与（2）碰撞之前再放手，且放手时不应给滑块以初始速度；

3．给滑块（1）速度时要平稳，不应使滑块产生摆动；挡光框平面应与滑块运动方向一致，且其遮光边缘应与滑块运动方向垂直； 4．严格遵守物理天平的操作规则；

5．挡光框与滑块之间应固定牢固，防止碰撞时相对位置改变，影响测量精度。六．考查题

1．动量守恒定律成立的条件是什么？实验操作中应如何保证之？

2．完全非弹性碰撞中，要求碰撞前后选用同一挡光框遮光有什么好处？实验操作中如何实现？

3．既然导轨已调平，为什么实验操作中还要用手扶住滑块(2)？手扶滑块时应注意什么？

4．滑块(2)距光电门(2)近些好还是远些好？两光电门间近些好还是远些好？为什么？

第二篇：高2物理碰撞教案

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碰 撞

★新课标要求

★教学过程

（一）引入新课

碰撞过程是物体之间相互作用时间非常短暂的一种特殊过程，因而碰撞具有如下特点： 1．碰撞过程中动量守恒．

提问：守恒的原因是什么？（因相互作用时间短暂，因此一般满足F内>>F外的条件）2．碰撞过程中，物体没有宏观的位移，但每个物体的速度可在短暂的时间内发生改变． 3．碰撞过程中，系统的总动能只能不变或减少，不可能增加．

提问：碰撞中，总动能减少最多的情况是什么？（在发生完全非弹性碰撞时总动能减少最多）

熟练掌握碰撞的特点，并解决实际的物理问题，是学习动量守恒定律的基本要求．

（二）进行新课

1．展示投影片1，内容如下：

如图所示，质量为M的重锤自h高度由静止开始下落，砸到质量为m的木楔上没有弹起，二者一起向下运动．设地层给它们的平均阻力为F，则木楔可进入的深度L是多少？

组织学生认真读题，并给三分钟时间思考．

（1）提问学生解题方法，可能出现的错误是：认为过程中只有地层阻力F做负功使机械能损失，因而解之为

Mg（h+L）+mgL-FL=0．

将此结论写在黑板上，然后再组织学生分析物理过程．

（2）引导学生回答并归纳：第一阶段，M做自由落体运动机械能守恒．m不动，直到M开始接触m为止．再下面一个阶段，M与m以共同速度开始向地层内运动．阻力F做负功，系统机械能损失．

提问：第一阶段结束时，M有速度，vM2gh，而m速度为零。下一阶段开始时，M与m就具有共同速度，即m的速度不为零了，这种变化是如何实现的呢？

引导学生分析出来，在上述前后两个阶段中间，还有一个短暂的阶段，在这个阶段中，M和m发生了完全非弹性碰撞，这个阶段中，机械能（动能）是有损失的．

（3）让学生独立地写出完整的方程组． 第一阶段，对重锤有：

Mgh12Mv 2京翰教育中心http://www.xiexiebang.com/

高中物理辅导网http://www.xiexiebang.com/ 第二阶段，对重锤及木楔有 Mv+0=（M+m）v． 第三阶段，对重锤及木楔有

(Mm)hLFL012(Mm)v

2（4）小结：在这类问题中，没有出现碰撞两个字，碰撞过程是隐含在整个物理过程之中的，在做题中，要认真分析物理过程，发掘隐含的碰撞问题．

2．展示投影片2，其内容如下：

如图所示，在光滑水平地面上，质量为M的滑块上用轻杆及轻绳悬吊质量为m的小球，此装置一起以速度v0向右滑动．另一质量也为M的滑块静止于上述装置的右侧．当两滑块相撞后，便粘在一起向右运动，则小球此时的运动速度是多少？

组织学生认真读题，并给三分钟思考时间．

（1）提问学生解答方案，可能出现的错误有：在碰撞过程中水平动量守恒，设碰后共同速度为v，则有

（M+m）v0+0＝（2M+m）v． 解得，小球速度 vMm2Mmv0

（2）教师明确表示此种解法是错误的，提醒学生注意碰撞的特点：即宏观没有位移，速度发生变化，然后要求学生们寻找错误的原因．

（3）总结归纳学生的解答，明确以下的研究方法：

①碰撞之前滑块与小球做匀速直线运动，悬线处于竖直方向．

②两个滑块碰撞时间极其短暂，碰撞前、后瞬间相比，滑块及小球的宏观位置都没有发生改变，因此悬线仍保持竖直方向．

③碰撞前后悬线都保持竖直方向，因此碰撞过程中，悬线不可能给小球以水平方向的作用力，因此小球的水平速度不变．

④结论是：小球未参与滑块之间的完全非弹性碰撞，小球的速度保持为v0．

（4）小结：由于碰撞中宏观无位移，所以在有些问题中，不是所有物体都参与了碰撞过程，在遇到具体问题时一定要注意分析与区别．

3．展示投影片3，其内容如下：

在光滑水平面上，有A、B两个小球向右沿同一直线运动，取向右为正，两球的动量分别是pA=5kgm/s，pB=7kgm/s，如图所示．若能发生正碰，则碰后两球的动量增量△pA、△pB可能是（）

A．△pA=-3kgm/s；△pB =3kgm/s B．△pA=3kgm/s；△pB =3kgm/s

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高中物理辅导网http://www.xiexiebang.com/ C．△pA=-10kgm/s；△pB =10kgm/s D．△pA=3kgm/s；△pB =-3kgm/s 组织学生认真审题．

（1）提问：解决此类问题的依据是什么？ 在学生回答的基础上总结归纳为：

①系统动量守恒；②系统的总动能不能增加；③系统总能量的减少量不能大于发生完全非弹性碰撞时的能量减少量；④碰撞中每个物体动量的增量方向一定与受力方向相同；⑤如碰撞后向同方向运动，则后面物体的速度不能大于前面物体的速度．

（2）提问：题目仅给出两球的动量，如何比较碰撞过程中的能量变化？ 帮助学生回忆Ekp22m的关系。

（3）提问：题目没有直接给出两球的质量关系，如何找到质量关系？ 要求学生认真读题，挖掘隐含的质量关系，即A追上B并相碰撞，所以，vAvB，即

5mA7mB，mAmB57

（4）最后得到正确答案为A． 4．展示投影片4，其内容如下：

如图所示，质量为m的小球被长为L的轻绳拴住，轻绳的一端固定在O点，将小球拉到绳子拉直并与水平面成θ角的位置上，将小球由静止释放，则小球经过最低点时的即时速度是多大？

组织学生认真读题，并给三分钟思考时间．

（1）提问学生解答方法，可能出现的错误有：认为轻绳的拉力不做功，因此过程中机械能守恒，以最低点为重力势能的零点，有

mgL(1sin)12mv

2得v2gL(1sin)

（2）引导学生分析物理过程．

第一阶段，小球做自由落体运动，直到轻绳位于水平面以下，与水平面成θ角的位置处为止．在这一阶段，小球只受重力作用，机械能守恒成立．

下一阶段，轻绳绷直，拉住小球做竖直面上的圆周运动，直到小球来到最低点，在此过程中，轻绳拉力不做功，机械能守恒成立．

提问：在第一阶段终止的时刻，小球的瞬时速度是什么方向？在下一阶段初始的时刻，小球的瞬时速度是什么方向？

在学生找到这两个速度方向的不同后，要求学生解释其原因，总结归纳学生的解释，明

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高中物理辅导网http://www.xiexiebang.com/ 确以下观点：

在第一阶段终止时刻，小球的速度竖直向下，既有沿下一步圆周运动轨道切线方向（即与轻绳相垂直的方向）的分量，又有沿轨道半径方向（即沿轻绳方向）的分量．在轻绳绷直的一瞬间，轻绳给小球一个很大的冲量，使小球沿绳方向的动量减小到零，此过程很类似于悬挂轻绳的物体（例如天花板）与小球在沿绳的方向上发生了完全非弹性碰撞，由于天花板的质量无限大（相对小球），因此碰后共同速度趋向于零．在这个过程中，小球沿绳方向分速度所对应的一份动能全部损失了．因此，整个运动过程按机械能守恒来处理就是错误的．

（3）要求学生重新写出正确的方程组．

2mgLsin12mv

2v//vcos． 12v//mgL(1sin)212mv

32解得v2gL(sin2sin1)

（4）小结：很多实际问题都可以类比为碰撞，建立合理的碰撞模型可以很简洁直观地解决问题．下面继续看例题．

5．展示投影片5，其内容如下：

如图所示，质量分别为mA和mB的滑块之间用轻质弹簧相连，水平地面光滑．mA、mB原来静止，在瞬间给mB一很大的冲量，使mB获得初速度v0，则在以后的运动中，弹簧的最大势能是多少？

在学生认真读题后，教师引导学生讨论．

（1）mA、mB与弹簧所构成的系统在下一步运动过程中能否类比为一个mA、mB发生碰撞的模型？（因系统水平方向动量守恒，所以可类比为碰撞模型）

（2）当弹性势能最大时，系统相当于发生了什么样的碰撞？（势能最大，动能损失就最大，因此可建立完全非弹性碰撞模型）

经过讨论，得到正确结论以后，要求学生据此而正确解答问题，得 到结果为EpmAmBv022(mAmB)

（三）课堂小结

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

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高中物理辅导网http://www.xiexiebang.com/ 教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

（四）作业

“问题与练习”1～5题★教学体会

思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

★教学资料

一维弹性碰撞的普适性结论

新课标人教版选修3-5第15页讨论了一维弹性碰撞中的一种特殊情况（运动的物体撞击静止的物体），本文旨在在此基础之上讨论一般性情况，从而总结出普遍适用的一般性结论。

在一光滑水平面上有两个质量分别为m1、m2的刚性小球A和B，以初速度v1、v2运

'动，若它们能发生碰撞（为一维弹性碰撞），碰撞后它们的速度分别为v1'和v2。我们的任

'务是得出用m1、m2、v1、v2表达v1'和v2的公式。

v1、v2、v1、v2是以地面为参考系的，将A和B看作系统。

'由碰撞过程中系统动量守恒，有m1v1m2v2m1v1'm2v

2① ''有弹性碰撞中没有机械能损失，有由①得m1v1v1m2v2v2 ''12m1v1212m2v2212m1v1'212m2v2

②

'22'由②得m1v1'v12m2v2v222

'将上两式左右相比，可得v1v1v2v2

即v2v1v2v1或v1v2v1v2

③ '''''碰撞前B相对于A的速度为v21v2v1，碰撞后B相对于A的速度为v21v2v1，同理碰撞前A相对于B的速度为v12v1v2，碰撞后A相对于B的速度为v12v1v2，故③式为v21v21或v12v12，其物理意义是：

碰撞后B相对于A的速度与碰撞前B相对于A的速度大小相等，方向相反； 碰撞后A相对于B的速度与碰撞前A相对于B的速度大小相等，方向相反；

京翰教育中心http://www.xiexiebang.com/ ''''''''高中物理辅导网http://www.xiexiebang.com/ 故有

[结论1]对于一维弹性碰撞，若以其中某物体为参考系，则另一物体碰撞前后速度大小不变，方向相反（即以原速率弹回）。

联立①②两式，解得 v1'2m2v2m1m2v1m1m22m1v1m2m1v2m1m2

④

v2'

⑤

下面我们对几种情况下这两个式子的结果做些分析。●若m1m2，即两个物体质量相等

v1v2，v2v

1，表示碰后A的速度变为v2，B的速度变为v1。''故有

[结论2] 对于一维弹性碰撞，若两个物体质量相等，则碰撞后两个物体互换速度（即碰后A的速度等于碰前B的速度，碰后B的速度等于碰前A的速度）。

●若m1m2，即A的质量远大于B的质量 这时m1m2m1，m1m2m1，'有

v1'v1，v22v1v2

m2m1m20。根据④、⑤两式，表示质量很大的物体A（相对于B而言）碰撞前后速度保持不变。

⑥ ●若m1m2，即A的质量远小于B的质量 这时m2m1m2，m1m2m2，''m1m1m20。根据④、⑤两式，有

v2v2，v12v2v1

表示质量很大的物体B（相对于A而言）碰撞前后速度保持不变。

⑦ 综合⑥⑦，可知：

[结论3] 对于一维弹性碰撞，若其中某物体的质量远大于另一物体的质量，则质量大的物体碰撞前后速度保持不变。

至于质量小的物体碰后速度如何，可结合[结论1]和[结论3]得出。

以m1m2为例，由[结论3]可知v1v1，由[结论1]可知v21v21，即

''京翰教育中心http://www.xiexiebang.com/

高中物理辅导网http://www.xiexiebang.com/ ''''v2v1v2v1，将v1v1代入，可得v22v1v2，与上述所得一致。

以上结论就是关于一维弹性碰撞的三个普适性结论。

[练习]如图所示，乒乓球质量为m，弹性钢球质量为M（M>>m），它们一起自高度h高处自由下落，不计空气阻力，设地面上铺有弹性钢板，球与钢板之间的碰撞及乒乓球与钢球之间的碰撞均为弹性碰撞，试计算钢球着地后乒乓球能够上升的最大高度。

解析：

乒乓球和弹性钢球自状态1自由下落，至弹性钢球刚着地（状态2）时，两者速度相等

v22gh

则v2gh

弹性钢球跟弹性钢板碰撞后瞬间（状态3），弹性钢球速率仍为v，方向变为竖直向上 紧接着，弹性钢球与乒乓球碰，碰后瞬间（状态4）乒乓球速率变为v′

由[结论3]可知，弹性钢球与乒乓球碰后弹性钢球速度保持不变（速率仍为v，方向为竖直向上）；

由[结论1]可知，弹性钢球与乒乓球碰前瞬间（状态3）乒乓球相对于弹性钢球的速度为2v，方向为竖直向下，弹性钢球与乒乓球碰后瞬间（状态4）乒乓球相对于弹性钢球的速度为2v，方向为竖直向上。

则v′=3v 由v'2gH得

v'22H2g3v22g9h

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第三篇：10.04.30高二物理《16.4 碰撞》参考教案

高二物理教案《碰撞》

课题：碰撞

教学目标：

1、使学生了解碰撞的特点，物体间相互作用时间短，而物体间相互作用力很大。

2、理解弹性碰撞和非弹性碰撞，了解正碰、斜碰及广义碰撞散射的概念。

3、初步学会用动量守恒定律解决一维碰撞问题。

重点：

强性碰撞和非弹性碰撞

难点：

动量守恒定律的应用

教学过程：

1、碰撞的特点：

物体间互相作用时间短，互相作用力很大。

2、弹性碰撞：

碰撞过程中，不仅动量守恒、机械能也守恒，碰撞前后系统动能之和不变

3、非弹性碰撞

碰撞过程中，仅动量守恒、机械能减少，碰撞后系统动能和小于碰撞前系统动能和，若系统结合成一个整体，则机械能损失最大。

4、对心碰撞和非对心碰撞

5、广义碰撞散射

6、例题

例

1、在气垫导轨上，一个质量为600g的滑块以15cm/s的速度与另一个质量为400g、速度为10cm/s方向相反的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块并在一起，求碰撞后的滑块的速度大小和方向。

例

2、质量为m速度为υ的A球跟质量为3m静止的B球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B球的速度允许有不同的值。请你论证：碰撞后B球的速度可能是以下值吗？

（1）0.6υ（2）0.4υ（3）0.2υ。

7、小结：略

第四篇：16.4高三物理碰撞教案

16．4 碰 撞

★新课标要求

（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。★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时

★教学过程

（一）引入新课

碰撞过程是物体之间相互作用时间非常短暂的一种特殊过程，因而碰撞具有如下特点： 1．碰撞过程中动量守恒．

提问：守恒的原因是什么？（因相互作用时间短暂，因此一般满足F内>>F外的条件）2．碰撞过程中，物体没有宏观的位移，但每个物体的速度可在短暂的时间内发生改变． 3．碰撞过程中，系统的总动能只能不变或减少，不可能增加．

提问：碰撞中，总动能减少最多的情况是什么？（在发生完全非弹性碰撞时总动能减少最多）

熟练掌握碰撞的特点，并解决实际的物理问题，是学习动量守恒定律的基本要求．

（二）进行新课

1．展示投影片1，内容如下：

如图所示，质量为M的重锤自h高度由静止开始下落，砸到质量为m的木楔上没有弹起，二者一起向下运动．设地层给它们的平均阻力为F，则木楔可进入的深度L是多少？

组织学生认真读题，并给三分钟时间思考．

（1）提问学生解题方法，可能出现的错误是：认为过程中只有地层阻力F做负功使机械能损失，因而解之为

Mg（h+L）+mgL-FL=0．

将此结论写在黑板上，然后再组织学生分析物理过程．

（2）引导学生回答并归纳：第一阶段，M做自由落体运动机械能守恒．m不动，直到M开始接触m为止．再下面一个阶段，M与m以共同速度开始向地层内运动．阻力F做负功，系统机械能损失．

提问：第一阶段结束时，M有速度，vM2gh，而m速度为零。下一阶段开始时，M与m就具有共同速度，即m的速度不为零了，这种变化是如何实现的呢？

引导学生分析出来，在上述前后两个阶段中间，还有一个短暂的阶段，在这个阶段中，M和m发生了完全非弹性碰撞，这个阶段中，机械能（动能）是有损失的．

（3）让学生独立地写出完整的方程组． 第一阶段，对重锤有：

Mgh1Mv2 2第二阶段，对重锤及木楔有 Mv+0=（M+m）v． 第三阶段，对重锤及木楔有

1(Mm)hLFL0(Mm)v2

2（4）小结：在这类问题中，没有出现碰撞两个字，碰撞过程是隐含在整个物理过程之中的，在做题中，要认真分析物理过程，发掘隐含的碰撞问题．

2．展示投影片2，其内容如下：

如图所示，在光滑水平地面上，质量为M的滑块上用轻杆及轻绳悬吊质量为m的小球，此装置一起以速度v0向右滑动．另一质量也为M的滑块静止于上述装置的右侧．当两滑块相撞后，便粘在一起向右运动，则小球此时的运动速度是多少？

组织学生认真读题，并给三分钟思考时间．

（1）提问学生解答方案，可能出现的错误有：在碰撞过程中水平动量守恒，设碰后共同速度为v，则有

（M+m）v0+0＝（2M+m）v． 解得，小球速度 vMmv0

2Mm（2）教师明确表示此种解法是错误的，提醒学生注意碰撞的特点：即宏观没有位移，速度发生变化，然后要求学生们寻找错误的原因．

（3）总结归纳学生的解答，明确以下的研究方法：

①碰撞之前滑块与小球做匀速直线运动，悬线处于竖直方向．

②两个滑块碰撞时间极其短暂，碰撞前、后瞬间相比，滑块及小球的宏观位置都没有发生改变，因此悬线仍保持竖直方向．

③碰撞前后悬线都保持竖直方向，因此碰撞过程中，悬线不可能给小球以水平方向的作用力，因此小球的水平速度不变．

④结论是：小球未参与滑块之间的完全非弹性碰撞，小球的速度保持为v0．

（4）小结：由于碰撞中宏观无位移，所以在有些问题中，不是所有物体都参与了碰撞过程，在遇到具体问题时一定要注意分析与区别．

3．展示投影片3，其内容如下：

在光滑水平面上，有A、B两个小球向右沿同一直线运动，取向右为正，两球的动量分别是pA=5kgm/s，pB=7kgm/s，如图所示．若能发生正碰，则碰后两球的动量增量△pA、△pB可能是（）

A．△pA=-3kgm/s；△pB =3kgm/s B．△pA=3kgm/s；△pB =3kgm/s C．△pA=-10kgm/s；△pB =10kgm/s D．△pA=3kgm/s；△pB =-3kgm/s 组织学生认真审题．

（1）提问：解决此类问题的依据是什么？ 在学生回答的基础上总结归纳为：

①系统动量守恒；②系统的总动能不能增加；③系统总能量的减少量不能大于发生完全非弹性碰撞时的能量减少量；④碰撞中每个物体动量的增量方向一定与受力方向相同；⑤如碰撞后向同方向运动，则后面物体的速度不能大于前面物体的速度．

（2）提问：题目仅给出两球的动量，如何比较碰撞过程中的能量变化？

p2帮助学生回忆Ek的关系。

2m（3）提问：题目没有直接给出两球的质量关系，如何找到质量关系？ 要求学生认真读题，挖掘隐含的质量关系，即A追上B并相碰撞，所以，vAvB，即

m557，A mAmBmB7（4）最后得到正确答案为A． 4．展示投影片4，其内容如下：

如图所示，质量为m的小球被长为L的轻绳拴住，轻绳的一端固定在O点，将小球拉到绳子拉直并与水平面成θ角的位置上，将小球由静止释放，则小球经过最低点时的即时速度是多大？

组织学生认真读题，并给三分钟思考时间．

（1）提问学生解答方法，可能出现的错误有：认为轻绳的拉力不做功，因此过程中机械能守恒，以最低点为重力势能的零点，有

mgL(1sin)得v1mv2 22gL(1sin)

（2）引导学生分析物理过程．

第一阶段，小球做自由落体运动，直到轻绳位于水平面以下，与水平面成θ角的位置处为止．在这一阶段，小球只受重力作用，机械能守恒成立．

下一阶段，轻绳绷直，拉住小球做竖直面上的圆周运动，直到小球来到最低点，在此过程中，轻绳拉力不做功，机械能守恒成立．

提问：在第一阶段终止的时刻，小球的瞬时速度是什么方向？在下一阶段初始的时刻，小球的瞬时速度是什么方向？

在学生找到这两个速度方向的不同后，要求学生解释其原因，总结归纳学生的解释，明确以下观点：

在第一阶段终止时刻，小球的速度竖直向下，既有沿下一步圆周运动轨道切线方向（即与轻绳相垂直的方向）的分量，又有沿轨道半径方向（即沿轻绳方向）的分量．在轻绳绷直的一瞬间，轻绳给小球一个很大的冲量，使小球沿绳方向的动量减小到零，此过程很类似于悬挂轻绳的物体（例如天花板）与小球在沿绳的方向上发生了完全非弹性碰撞，由于天花板的质量无限大（相对小球），因此碰后共同速度趋向于零．在这个过程中，小球沿绳方向分速度所对应的一份动能全部损失了．因此，整个运动过程按机械能守恒来处理就是错误的．

（3）要求学生重新写出正确的方程组．

2mgLsin1mv2 2v//vcos．

121v//mgL(1sin)mv2 22解得v2gL(sin2sin31)

（4）小结：很多实际问题都可以类比为碰撞，建立合理的碰撞模型可以很简洁直观地解决问题．下面继续看例题．

5．展示投影片5，其内容如下：

如图所示，质量分别为mA和mB的滑块之间用轻质弹簧相连，水平地面光滑．mA、mB原来静止，在瞬间给mB一很大的冲量，使mB获得初速度v0，则在以后的运动中，弹簧的最大势能是多少？

在学生认真读题后，教师引导学生讨论．

（1）mA、mB与弹簧所构成的系统在下一步运动过程中能否类比为一个mA、mB发生碰撞的模型？（因系统水平方向动量守恒，所以可类比为碰撞模型）

（2）当弹性势能最大时，系统相当于发生了什么样的碰撞？（势能最大，动能损失就最大，因此可建立完全非弹性碰撞模型）

经过讨论，得到正确结论以后，要求学生据此而正确解答问题，得

2mAmBv0到结果为Ep

2(mAmB)

（三）课堂小结

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

（四）作业

“问题与练习”1～5题★教学体会

思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

★教学资料

一维弹性碰撞的普适性结论

新课标人教版选修3-5第15页讨论了一维弹性碰撞中的一种特殊情况（运动的物体撞击静止的物体），本文旨在在此基础之上讨论一般性情况，从而总结出普遍适用的一般性结论。

在一光滑水平面上有两个质量分别为m1、m2的刚性小球A和B，以初速度v1、v2运动，若它们能发生碰撞（为一维弹性碰撞），碰撞后它们的速度分别为v1和v2。我们的任务是得出用m1、m2、v1、v2表达v1和v2的公式。

'''''是以地面为参考系的，将A和B看作系统。v1、v2、v1'、v2''由碰撞过程中系统动量守恒，有m1v1m2v2m1v

1① m2v2有弹性碰撞中没有机械能损失，有''由①得m1v1 v1m2v2v2211112'2m1v12m2v2m1v1'm2v② 2222'2'由②得m1v1 v12m2v2v2''将上两式左右相比，可得v1v1v2v2

''即v2v1'v2v1或v1'v2v1v2

③

''碰撞前B相对于A的速度为v21v2v1，碰撞后B相对于A的速度为v21v2v1'，''同理碰撞前A相对于B的速度为v12v1v2，碰撞后A相对于B的速度为v12，v1'v2''故③式为v21v21或v12v12，其物理意义是： 22碰撞后B相对于A的速度与碰撞前B相对于A的速度大小相等，方向相反； 碰撞后A相对于B的速度与碰撞前A相对于B的速度大小相等，方向相反；

故有

[结论1]对于一维弹性碰撞，若以其中某物体为参考系，则另一物体碰撞前后速度大小不变，方向相反（即以原速率弹回）。

联立①②两式，解得

v1'2m2v2m1m2v1

④

m1m22m1v1m2m1v2

⑤

m1m2'v2下面我们对几种情况下这两个式子的结果做些分析。●若m1m2，即两个物体质量相等

'v1'v2，v2v1，表示碰后A的速度变为v2，B的速度变为v1。

故有

[结论2] 对于一维弹性碰撞，若两个物体质量相等，则碰撞后两个物体互换速度（即碰后A的速度等于碰前B的速度，碰后B的速度等于碰前A的速度）。

●若m1m2，即A的质量远大于B的质量

这时m1m2m1，m1m2m1，''有

v1v1，v22v1v2

m20。根据④、⑤两式，m1m2表示质量很大的物体A（相对于B而言）碰撞前后速度保持不变。

⑥ ●若m1m2，即A的质量远小于B的质量 这时m2m1m2，m1m2m2，'有

v2v2，v1'2v2v1

m10。根据④、⑤两式，m1m2表示质量很大的物体B（相对于A而言）碰撞前后速度保持不变。

⑦ 综合⑥⑦，可知：

[结论3] 对于一维弹性碰撞，若其中某物体的质量远大于另一物体的质量，则质量大的物体碰撞前后速度保持不变。

至于质量小的物体碰后速度如何，可结合[结论1]和[结论3]得出。

''以m1m2为例，由[结论3]可知v1v1，由[结论1]可知v21v21，即''v2v1'v2v1，将v1'v1代入，可得v22v1v2，与上述所得一致。

以上结论就是关于一维弹性碰撞的三个普适性结论。

[练习]如图所示，乒乓球质量为m，弹性钢球质量为M（M>>m），它们一起自高度h高处自由下落，不计空气阻力，设地面上铺有弹性钢板，球与钢板之间的碰撞及乒乓球与钢球之间的碰撞均为弹性碰撞，试计算钢球着地后乒乓球能够上升的最大高度。

解析：

乒乓球和弹性钢球自状态1自由下落，至弹性钢球刚着地（状态2）时，两者速度相等

v22gh

则v2gh

弹性钢球跟弹性钢板碰撞后瞬间（状态3），弹性钢球速率仍为v，方向变为竖直向上 紧接着，弹性钢球与乒乓球碰，碰后瞬间（状态4）乒乓球速率变为v′

由[结论3]可知，弹性钢球与乒乓球碰后弹性钢球速度保持不变（速率仍为v，方向为竖直向上）；

由[结论1]可知，弹性钢球与乒乓球碰前瞬间（状态3）乒乓球相对于弹性钢球的速度为2v，方向为竖直向下，弹性钢球与乒乓球碰后瞬间（状态4）乒乓球相对于弹性钢球的速度为2v，方向为竖直向上。

则v′=3v 由v'22gH得

23v2Hv'2g2g9h

第五篇：高一物理公开课教案

高一物理公开课教案

授课老师：戴志刚

班级：高一(11)班授课时间：2003年12月3日

课题：运动快慢的描述 速度

教学目的：

(1)理解速度的概念。知道速度是表示运动快慢的物理量。知道它的定义、公式、符号和单位。知道它是矢量。

(2)理解平均速度。能用平均速度来分析解决物理问题。

(3)知道瞬时速度的概念。

(4)知道速度和速率以及它们的区别。

教学重点：速度的概念。速度和速率的区别

教学难点：平均速度及其应用。

教学媒体：实物投影、电脑多媒体。

教学方法：类比法、比较法、讨论法、自学辅导法等。教学过程：

一、创设情景、设疑引学

师：同学们，前一段时间，全国人民的目光都盯向我们广东，中华人民共和国第九届全运会于 11月25日胜利闭幕。运动场上，健儿们奋勇争先，取得了一个个的骄人战绩。倍受国人关注的田径项目“百米飞人”大战令人回味无穷。为什么称为“飞人”？这就是今天这节课我们所要研究的课题：

多媒体显示1：显示课题“运动快慢的描述 速度”

师：田径上的“飞人”是如何确认的？请看<<南方日报 九运快报>>： 多媒体显示2：以千分之一秒优势夺冠

师：广东小伙子尹汉钊胜在时间---0.001秒，看过百米飞人比赛后，再来看一下游泳项目是怎样比较快慢的？

多媒体显示3：游泳比赛的成绩两种比较方法

师：从上述体育项可分析出，要比较运动的快慢，将怎么比？ 生：思考、讨论

师生共同小结：(1)在时间相同时，可比较位移。

(2)在位移相同时，可比较时间。这在体育比赛中最为常

见一种方法

二、理解概念、探索规律：

1、统一比较标准，引入速度概念：

师：通过刚才的对比分析得到：两种比较方法都能比较出物体的快慢，如果位移和时间都不相同怎么比？

生：讨论，得出比较在单位时间内的位移大小

师：为了比较运动的快慢，我们引入速度的概念

多媒体显示4：速度是表示运动快慢的物理量，它等于位移S跟发生这段位移所用的时间t 比值。

师生：共同讨论速度的表达式、单位、单位的换算、表达式的理解等

多媒体显示5：表达式、单位、单位的换算

表达式：v=s/t

单位：(1)国际单位： 米每秒m/s

(2)常用单位：千米每时km/h

(3)换算关系：1m/s=3.6km/h

匀速直线运动中v=s/t的理解：

(1)v是恒量，s与t成正比。

(2)s一定时，t与v成反比

(3)t一定时，s与v成正比

师：小结：速度不但有大小、而且有方向，是矢量。它的大小在数值上

等于单位时间内位移大小。速度的方向与运动方向相同。

2、提出问题，引入平均速度

师：在匀速直线运动中，利用v=s/t v的大小是不变的恒量，但在变速

直线运动中s/t不再是恒量，求出的结果是什么呢？

多媒体显示6：平均速度、火车时刻表

师：今年10月21日我国火车第四次提速，提速后广东到北京时间进一

步缩短。由火车时刻表，同学能看出什么问题？

生：思考、讨论

师：大致讲解火车时刻表的使用，火车的分类，火车所做的运动不再是

匀速运动，位移与时间的比值我们称为平均速度，各段时间，各段位移的平均速度都不相同。

多媒体显示7：平均速度概念、表达式、意义、注意问题

(1)平均速度表示物体一段时间的平均快慢程度

(2)表达式：v=s/t

(3)平均速度是矢量，有大小，又有方向。方向与位移方向相同

(4)平均速度必须指明哪段时间或哪段位移的平均速度。

(5)平均速度不是速度的平均值。

3、根据实际情况，引入瞬时速度

师：平均速度只能粗略地描述物体在某段时间或某段位移的运动情况，汽车、摩托车前面均有一个速度计，在行驶过程中，速度计的指针总是摇摆不定，原因是经过某一时刻或某一位置时的速度不一样，具有瞬时性，我们把运动物体经过某一时刻或某一位置时的速度，称为瞬时速度。

多媒体显示8：瞬时速度

师：瞬时速度是运动物体经过某一时刻或某一位置时运动的快慢程度。生：瞬时速度也是速度，它也是矢量，既有大小，又有方向。

师：如果只取瞬时速度的大小，把它的大小我们叫瞬时速率，简称速率。

由于速率只是瞬时速度的大小，因此它是标量，根据以上所述，小结速度和速率的区别。

师生：(1)速度是矢量，而速率是标量。

(2)速度=位移/时间，速率=路程/时间。

(3)在匀速直线运动中，速度的大小等于速率。

三、理解概念、注重应用

1、基础练习(略)

2、提高练习(略)

四、小结本课，突出重点。

1、速度、平均速度都是矢量，有大小也有方向。

2、平均速度要指明哪段时间或哪段位移。

3、速率是标量，它是标量。