1.5弹性碰撞与非弹性碰撞 教学设计-2021-2022学年【新教材】粤教版（2019）高二物理选择性必修第一册
《弹性碰撞与非弹性碰撞》教学设计
云浮市云安区云安中学 蒋贤才
教学目标：
- 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；
- 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：
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）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。
- 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。
二．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。
（1）在Ⅲ位置，弹簧可以恢复到原长。
（2）在Ⅲ位置，弹簧只能部分恢复，不能回到原长。
（3）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。