第一章 碰撞与动量守恒
1、碰撞
教学目标
1.通过观察图片,初步了解碰撞现象及其特点
2.通过实验,使学生能熟练测量质量、速度等基本物理量,能计算动能、动量之和、动能的改变量。
3.能通过实验中动能该变量的计算,对碰撞进行分类。
4.培养学生观察和计算的能力,初步培养学生用实验方法对同一现象从能量的角度进行分类的能力
重点难点
重点:碰撞的特点及分类
难点:实验测量、数据处理和归纳
设计思想
动量守恒定律是自然界的基本守恒定律之一,是研究微观粒子所必需的知识,具体来说,要学习原子结构和原子核的内容,动量的知识必不可少。本章的核心是要体现学习中的探究精神,强调物理学中“守恒量”的思想。
本章第一节“碰撞”,是通过实验为后面的教学展开打基础,因此本节课从生活中常见的碰撞事例入手,通过体验、观察和讨论,总结出碰撞现象的特点。为整章的教学做好准备。然后通过实验来探究碰撞中的动能变化,使学生在老师的适当引导下归纳出碰撞的分类。然后教师进行总结,结合相关的资料,把碰撞问题向学生不熟悉的领域适当拓展。实验中,教师不要越俎代庖,要让学生自己动手实验,充分发挥学生在教学中的主体作用。
教学资源 多媒体课件,气垫导轨(附光电门和滑块),弹簧片,数字计时器,天平,橡皮泥。
教学设计
【课堂引入】
碰撞是物质世界的常见现象,斯诺克中的碰撞给人以愉悦,汽车发生追尾给人们带来灾难,α粒子散射使人类认识了原子结构,在这些碰撞现象的背后蕴藏着什么样的规律呢?今天我们就来学习3-5第一章“碰撞与动量守恒”的第1节“碰撞”。
【课堂学习】
学习活动一:感受和体会碰撞过程
请同学们列举生活中的碰撞现象
情境1:斯诺克中白球撞击花球。
情境2:公路上两车碰撞。
情境3:棒击球的一刹那。
情境4:跳高运动员落地。(播放PPT)
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学生归纳:
(1)必须是有相互作用的系统
(2)作用时间很短
扬中
教师引导并给出定义:
做相对运动的两个(或几个)物体相遇而发生相互作用,在很短的时间内,它们的运动状态会发生显著的变化,这一过程叫碰撞。
学习活动二:探究碰撞前后物体动能的变化
一:展示装置,提出问题。
问题1:研究的对象是谁?
(两个相互作用的滑块)
问题2:动能的表达式?()
问题3:物体的质量可用天平测量,物体的速度如何测定呢?
简单分析光电门的工作原理,得到速度v=L/t,其中L是挡光条的宽度,t是光电门记录的挡光时间。
二:开始实验,记录数据。
数据记录在书中表1-1-1
三:数据分析
用展台展示学生的实验数据并分析:
(1)带弹簧片的碰撞,碰撞前后动能几乎不变
(2)不带弹簧片的碰撞,碰撞后系统的动能减少,及有一部分机械能转化为了其它形式的能(滑块的内能)
(3)滑块涂上橡皮泥后,碰撞后粘在一起,系统动能的损失也大于不带弹簧片时的动能损失。(以后将会看到,此种情况系统损失的动能最大)
学习活动三:碰撞的分类
1、弹性碰撞:碰撞前后滑块的总动能不变
举例:弹性漆,优质钢球,微观世界中的低能电子和分子的碰撞
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2、非弹性碰撞:碰撞过程中,有一部分动能转化为其它形式的能,系统的机械能减少。
3、完全非弹性碰撞:两物体碰撞后粘在一起,以相同的速度运动。
(它是非弹性碰撞的特例,属于非弹性碰撞。)
【例】 一个质量为2 kg的小球A以v0=3 m/s的速度与一个静止的、质量为1 kg的小球B正碰.试根据以下数据,分析碰撞性质.
(1)碰后A、B的速度均为2 m/s.
(2)碰后A的速度为1 m/s,B的速度为4 m/s.
答案 (1)非弹性碰撞 (2)弹性碰撞
学习活动四:碰撞与形变的关系
1、形变分为:弹性形变和范性形变
2、发生碰撞的两物体,若碰后能够恢复原状,即发生的是弹性形变,这样的碰撞就是弹性碰撞,两物体碰撞前后总动能不变 .
3、发生碰撞的两物体,若碰后不能够完全恢复原状,即发生的是范性形变,这样的碰撞就是非弹性碰撞,两物体碰撞后动能减少.
4、若两物体碰后粘在一起,形变完全不能恢复(没有恢复的过程),这样的碰撞叫完全非弹性碰撞,此过程两物体损失的动能最大。
【板书设计】
第1节 碰撞
一、碰撞
做相对运动的两个(或几个)物体相遇而发生相互作用,在很短的时间内,它们的运动状态会发生显著的变化,这样的过程叫碰撞。
二、碰撞的分类
1.弹性碰撞:碰撞前后动能不变
2.非弹性碰撞:碰撞后动能减小
3.完全非弹性碰撞:碰撞后以相同速度运动,系统动能损失最多
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