1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞 教学设计 高中物理人教版（2019）选择性必修第一册

授课教师

授课时间

课题

1.5弹性碰撞和非弹性碰撞（第1课时）

课型

新授课

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。

科学态度与价值观：

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。

教学重点

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。

教学难点

动静相碰实例研究、碰撞可能发生的判定。

教学方法

实验法、讨论法、讲授法

教具

多媒体、课本、硬币、牛顿摆

教学过程

教学内容

学生活动

核心素养

引入

以科学小实验弹硬币为引入，激发学生的学习兴趣，引发学生的求知欲和好奇心。

【问题1】：小实验中为什么无论第一枚硬币弹出的速度多大，碰后都停在了桌面上，而第二个硬币却几乎以相同的速度飞出去。

动手参与进行小实验，并认真思考出现这种的现象的原因？

科学思维

科学探究

【设计目的】：通过科学小实验的动手实践，观察分析，激发学生的学习兴趣，引发学生的求知欲和好奇心，并借此科学现象导入新课主题及教学目标。

正课

正课

认识碰撞：物体之间在极短时间内的相互作用。

通过观察生活中、天体中、微观粒子碰撞图片，分析碰撞的特点:

【问题2】：碰撞过程中的动量可以发生传递，系统的动量守恒。碰撞过程也一定遵从机械能守恒定律吗？

认真观看图并分析和思考。

科学态度与责任

物理观念

一、弹性碰撞和非弹性碰撞

1、弹性碰撞和非弹性碰撞：

（1）定性观察碰撞过程中的机械能变化

通过牛顿摆演示，让学生分析牛顿摆上的小钢球在碰撞前后机械能的变化，感知小钢球碰撞过程中有无能量的损失。

（2）定量分析碰撞过程中的机械能变化

通过回顾第一节寻求碰撞中的不变量的实验数据，分析比碰撞前后动能的变化数据，发现碰撞前后若两车接触点为正常接触相撞则有动能的损失，若两车接触点改为弹性碰撞架则无动能的损失。

（3）归纳小结，从能量的角度得出碰撞的分类

通过对两个碰撞的分析发现有的碰撞无动能损失，有的碰撞有动能的损失。因此，可以根据这个区别对碰撞进行分类。

①弹性碰撞:系统在碰撞前后动能不变

②非弹性碰撞：系统在碰撞前后动能减少

（4）课本例题情景的分析计算

通过课本例题情景的分析计算，定量感受完全非弹性碰撞的动能损失的大小。从而得到非弹性碰撞的特例——完全非弹性碰撞。

③完全非弹性碰撞：碰撞后两物体合为一体或者具有共同速度，这种碰撞动能损失最大。

（5）碰撞过程的“慢镜头”分析解读

通过碰撞过程的“慢镜头”分析解读，加深学生对能量与形变量的演变思考，达到理解弹性碰撞和非弹性碰撞的实质区别目的。

（6）课堂活动：通过实例判断碰撞的种类

1.仔细观察，认真分析，并回答问题。

2.认真分析、思考。

3.认真归纳小结，并举例说明各种类型的碰撞现象。

4.认真分析、思考。

5.认真分析、思考。

6.认真分析，回答问题

科学探究

科学思维

物理观念

物理观念

科学思维

科学思维

物理观念

二、弹性碰撞的实例分析

1、对心碰撞和非对心碰撞：

【问题3】：通过观察打桌球的动图，从碰撞前后速度方向的变化分析，碰撞还能从其他角度分类吗？

区别：第一次碰撞前后速度方向在同一直线上，第二次碰撞速度在不同直线上。

从运动方向的角度归纳小结碰撞的分类：

①对心碰撞：碰撞前后，物体的运动方向在同一直线上。②非对心碰撞：碰撞前后，物体的运动方向不在同一直线上。

1.认真观察、分析。

2.认真归纳小结。

科学思维

物理观念

2.“一动一静”弹性碰撞：

【问题4】：台球的碰撞属于哪种碰撞？

（1）把台球碰撞实例进行情景模型构建

一个运动的台球与一个静止的台球发生一维弹性碰撞，通过具体的分析寻找一下这种碰撞的特点。

（2）情景探究和分析

碰撞前后动量守恒，机械能守恒。

（3）“一动一静”弹性碰撞的特点分析

①m1=m2时：速度交换，如硬币碰撞、打台球

②当m1＞m2时， v1’＞0; v2’＞0，如大人碰小孩

③当m1≫m2时： v1’＝v0，v2’＝2v1，如汽车碰人

④当m1＜m2时，  v1’＜0;v2’＞0，如小孩碰大人

⑤当m1≪m2时： v1’＝－v1，v2’＝0，如乒乒球碰铅球。

1.认真思考，并回答问题。

2.积极参思考，模型构建。

3.认真分析、列式计算、思考与讨论。

科学思维

物理观念

科学思维

科学态度与责任

3.碰撞的三大原则:

1.课堂练习:

通过练习，巩固弹性和非弹性碰撞的特点，再通过对物理情景的分析得出碰撞的条件，总结提炼出碰撞的三大原则：

①系统动量守恒原则。

②物理情景可行性原则。

③动能不增加原则：

1.独立思考，完成练习并归纳小结

物理观念

科学思维

三、课堂小结

1.回顾所学知识，构建知识体系。

科学思维

现象解释：牛顿摆

演示牛顿摆相关实验，用本节所学知识进行解释。

思考、回答问题

科学思维

必做题：（35min）

选择性必修一课本P23的第1题、第2题、第4题、第5题做在作业本上。

选做题：（10min）

1、在作业本上完成“一动碰一动”的弹性碰撞公式推导；

2、利用硬币碰撞完成“一动碰一静”的规律验证。

1.5弹性碰撞和非弹性碰撞

一、弹性碰撞和非弹性碰撞（能量角度）

1、弹性碰撞

2、非弹性碰撞

3、完全非弹性碰撞

二、弹性碰撞的实例分析

1、对心碰撞与非对心碰撞（动量共线角度） 

2、“一动一静”弹性碰撞         

 动量守恒：                                 解得：

 动能无损失：

3、碰撞的三大原则：①动量守恒②情景可行③动能不增加