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1、弹性碰撞与非弹性碰撞教学设计教学目标:1 . 了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点,加强相互作用观念;.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;2 .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:利用动嘉: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
2、碰撞中能量又是如何变化的?新课教学:一.碰撞:1、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。2、特点:(1)作用时间极短;(2)系统所受外力远小于内力,可认为系统的总动量守恒:(3)可忽略物体的位移,认为物体在碰撞前后仍在同一位置;(4)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。(1)
3、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?(2)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?(3)总结以上两种碰撞情况的区别。3 .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。4 .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。5 .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。二.直线上的弹性碰撞和非弹性碰撞的规律分析
4、【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4的物体B静止在光滑水平面上,物体B的左端连有轻弹簧, 质量为町的物体A以速度匕向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v),弹簧被压缩到最短;到m位置,物体a, b的速度分别为匕和打。分三种情况 讨论全过程系统动量和能量的变化情况。(1)在di位置,弹簧可以恢复到原长。(2)在m位置,弹簧只能部分恢复,不能回到原长。(3)在m位置,弹簧弹性失效。孙v却啊 一 一:DO P0 口Iniii【
5、讨论与交流】在弹性碰撞中:若班=,则碰后A, B速度如何?若,4,或 叫m2,则碰后A, B速度又如何? 例题2: 一质量m= 8kg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,质量为叫和22的两个小球,正沿着同一方向分别以和4 的速度做匀速运动,且Ko也)。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;2 .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=10cm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,以匕=1(X) 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岭=5() m/so(1)求子弹穿过木块的过程中受到的平均阻力大小/;(2)如果木块不固定,试推理判断子弹能否穿过木块;(3)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。