2024-2025學年新教材高中物理 第一章 動量守恒定律 5 彈性碰撞和非彈性碰撞教案 新人教版選擇性必修第一冊

2024-2025學年新教材高中物理第一章動量守恒定律5彈性碰撞和非彈性碰撞教案新人教版選擇性必修第一冊學校授課教師課時授課班級授課地點教具教材分析“2024-2025學年新教材高中物理第一章動量守恒定律5彈性碰撞和非彈性碰撞教案新人教版選擇性必修第一冊”，本章節(jié)內(nèi)容主要圍繞動量守恒定律，深入探討彈性碰撞和非彈性碰撞的特點和規(guī)律。

本節(jié)課的教學內(nèi)容緊密結(jié)合學生已學習的動量、速度等基本概念，通過實例分析彈性碰撞和非彈性碰撞的差異，讓學生理解并掌握動量守恒定律在實際問題中的應用。同時，通過觀察和分析實際碰撞現(xiàn)象，培養(yǎng)學生對物理現(xiàn)象的觀察能力和思維能力。

在課程設計上，我將采用問題驅(qū)動的教學方法，引導學生主動探究彈性碰撞和非彈性碰撞的規(guī)律，通過小組討論、實例分析等方式，讓學生在實踐中掌握動量守恒定律的應用。此外，結(jié)合現(xiàn)代教育技術(shù)，如多媒體演示、物理實驗等，增強學生對碰撞現(xiàn)象的直觀感受，提高課堂的趣味性和互動性。

在教學過程中，注重培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，引導學生關(guān)注物理知識在現(xiàn)實生活中的應用，激發(fā)學生對物理學科的興趣和熱愛。同時，關(guān)注學生的個體差異，因材施教，使學生在原有基礎(chǔ)上得到提高和拓展。核心素養(yǎng)目標本章節(jié)旨在培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)，包括物理觀念、科學思維、科學探究和科學態(tài)度。通過學習彈性碰撞和非彈性碰撞，學生將能夠建立正確的物理觀念，理解動量守恒定律在實際碰撞現(xiàn)象中的應用。在探究彈性碰撞和非彈性碰撞的過程中，學生將培養(yǎng)科學思維，掌握分析、推理和判斷的能力。同時，通過小組討論和實例分析，學生將提升科學探究能力，學會與他人合作、交流和表達。在教學過程中，注重培養(yǎng)學生的科學態(tài)度，激發(fā)他們對物理學科的興趣和熱情，培養(yǎng)他們敢于質(zhì)疑、勇于探索的精神。通過本章節(jié)的學習，學生將能夠在原有基礎(chǔ)上提高物理學科核心素養(yǎng)，為后續(xù)學習打下堅實基礎(chǔ)。重點難點及解決辦法**重點：**

1.彈性碰撞和非彈性碰撞的物理規(guī)律

2.動量守恒定律在實際碰撞問題中的應用

**難點：**

1.理解碰撞過程中系統(tǒng)動量的守恒

2.區(qū)分彈性碰撞和非彈性碰撞的特點

3.掌握彈性碰撞和非彈性碰撞中能量的關(guān)系

**解決辦法：**

1.利用物理實驗和多媒體演示，直觀展示碰撞過程，幫助學生形成清晰的認識。

2.通過具體案例分析和小組討論，讓學生在實踐中理解和掌握動量守恒定律的應用。

3.引入數(shù)學工具，如公式推導和計算，加深學生對動量守恒和能量守恒的理解。

4.分層次提問，引導學生思考碰撞過程中的能量轉(zhuǎn)化，突破能量關(guān)系理解的難點。

5.提供不同難度的練習題，讓學生在練習中鞏固知識，提高解題能力。教學方法與策略1.選擇適合教學目標和學習者特點的教學方法

-講授：在課堂上，教師將運用講授法，系統(tǒng)地介紹彈性碰撞和非彈性碰撞的物理規(guī)律，以及動量守恒定律的應用。

-討論：組織學生進行小組討論，鼓勵他們分享對碰撞現(xiàn)象的理解，促進學生之間的思維碰撞和知識共享。

-案例研究：提供一系列實際的碰撞案例，引導學生運用所學知識分析和解決實際問題，提高學生的應用能力。

-項目導向?qū)W習：讓學生分組完成一個關(guān)于彈性碰撞和非彈性碰撞的項目，培養(yǎng)學生的自主學習能力和團隊合作精神。

2.設計具體的教學活動

-角色扮演：讓學生扮演物理學家，通過模擬發(fā)現(xiàn)和探索彈性碰撞和非彈性碰撞的過程，增強學生的參與感和學習興趣。

-實驗：安排實驗室實踐環(huán)節(jié)，讓學生親自動手進行彈性碰撞和非彈性碰撞的實驗，觀察并記錄實驗數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學生的實驗操作能力和觀察力。

-游戲：設計一個與碰撞相關(guān)的物理游戲，讓學生在游戲中應用動量守恒定律，提高學生的學習積極性和動手能力。

3.確定教學媒體和資源的使用

-PPT：制作精美的PPT，通過圖文并茂的方式展示彈性碰撞和非彈性碰撞的原理和實例，幫助學生更好地理解和記憶。

-視頻：播放真實的碰撞現(xiàn)象視頻，讓學生直觀地感受碰撞過程，增強課堂的趣味性和現(xiàn)實意義。

-在線工具：利用在線工具，如物理模擬軟件，讓學生模擬彈性碰撞和非彈性碰撞的過程，提高學生的動手操作能力和解決問題的能力。教學流程（一）課前準備（預計用時：5分鐘）

學生預習：

發(fā)放預習材料，引導學生提前了解彈性碰撞和非彈性碰撞的學習內(nèi)容，標記出有疑問或不懂的地方。

設計預習問題，激發(fā)學生思考，為課堂學習彈性碰撞和非彈性碰撞內(nèi)容做好準備。

教師備課：

深入研究教材，明確彈性碰撞和非彈性碰撞教學目標和重難點。

準備教學用具和多媒體資源，確保彈性碰撞和非彈性碰撞教學過程的順利進行。

設計課堂互動環(huán)節(jié)，提高學生學習彈性碰撞和非彈性碰撞的積極性。

（二）課堂導入（預計用時：3分鐘）

激發(fā)興趣：

提出問題或設置懸念，引發(fā)學生的好奇心和求知欲，引導學生進入彈性碰撞和非彈性碰撞學習狀態(tài)。

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學習的動量守恒定律內(nèi)容，幫助學生建立知識之間的聯(lián)系。

提出問題，檢查學生對舊知的掌握情況，為彈性碰撞和非彈性碰撞新課學習打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預計用時：25分鐘）

知識講解：

清晰、準確地講解彈性碰撞和非彈性碰撞知識點，結(jié)合實例幫助學生理解。

突出重點，強調(diào)難點，通過對比、歸納等方法幫助學生加深記憶。

互動探究：

設計小組討論環(huán)節(jié)，讓學生圍繞彈性碰撞和非彈性碰撞問題展開討論，培養(yǎng)學生的合作精神和溝通能力。

鼓勵學生提出自己的觀點和疑問，引導學生深入思考，拓展思維。

技能訓練：

設計實踐活動或?qū)嶒?，讓學生在實踐中體驗彈性碰撞和非彈性碰撞知識的應用，提高實踐能力。

在彈性碰撞和非彈性碰撞新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對知識點進行梳理和總結(jié)。

強調(diào)重點和難點，幫助學生形成完整的知識體系。

（四）鞏固練習（預計用時：5分鐘）

隨堂練習：

隨堂練習題，讓學生在課堂上完成，檢查學生對彈性碰撞和非彈性碰撞知識的掌握情況。

鼓勵學生相互討論、互相幫助，共同解決彈性碰撞和非彈性碰撞問題。

錯題訂正：

針對學生在隨堂練習中出現(xiàn)的錯誤，進行及時訂正和講解。

引導學生分析錯誤原因，避免類似錯誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預計用時：3分鐘）

知識拓展：

介紹與彈性碰撞和非彈性碰撞內(nèi)容相關(guān)的拓展知識，拓寬學生的知識視野。

引導學生關(guān)注學科前沿動態(tài)，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和探索精神。

情感升華：

結(jié)合彈性碰撞和非彈性碰撞內(nèi)容，引導學生思考學科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學生的社會責任感。

鼓勵學生分享學習彈性碰撞和非彈性碰撞的心得和體會，增進師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預計用時：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學習的彈性碰撞和非彈性碰撞內(nèi)容，強調(diào)重點和難點。

肯定學生的表現(xiàn)，鼓勵他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學習的彈性碰撞和非彈性碰撞內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學習效果。

提醒學生注意作業(yè)要求和時間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。知識點梳理本章節(jié)主要涉及以下知識點：

1.動量守恒定律：在一個封閉系統(tǒng)中，系統(tǒng)的總動量在沒有外力作用的情況下保持不變。

2.彈性碰撞：兩個物體在碰撞過程中，系統(tǒng)總動量守恒，同時系統(tǒng)的總動能也守恒。

3.非彈性碰撞：兩個物體在碰撞過程中，系統(tǒng)總動量守恒，但系統(tǒng)的總動能不一定守恒，可能有能量轉(zhuǎn)化為其他形式。

4.碰撞類型判斷：根據(jù)碰撞前后系統(tǒng)動能的關(guān)系，可以將碰撞分為彈性碰撞和非彈性碰撞。

5.碰撞過程分析：在碰撞過程中，物體的速度、質(zhì)量和碰撞類型是影響動量守恒和能量守恒的關(guān)鍵因素。

6.碰撞方程：在彈性碰撞中，兩個物體的速度滿足關(guān)系式v1'+v2'=v1+v2，其中v1'和v2'分別是碰撞后兩個物體的速度，v1和v2是碰撞前兩個物體的速度。

7.能量守恒：在彈性碰撞中，系統(tǒng)的總動能守恒，即(1/2)m1v1^2+(1/2)m2v2^2=(1/2)m1v1'^2+(1/2)m2v2'^2，其中m1和m2分別是兩個物體的質(zhì)量，v1'和v2'是碰撞后兩個物體的速度，v1和v2是碰撞前兩個物體的速度。

8.非彈性碰撞中的能量損失：在非彈性碰撞中，由于碰撞過程中能量的轉(zhuǎn)化為其他形式（如熱能、聲能等），系統(tǒng)的總動能不守恒。能量損失的大小可以通過計算碰撞前后系統(tǒng)動能的差值來確定。

9.非彈性碰撞的例子：如車輛碰撞、球類碰撞等，由于碰撞過程中能量的損失，導致碰撞物體的速度和動能發(fā)生變化。

10.動量守恒和能量守恒的應用：在實際問題中，通過運用動量守恒和能量守恒原理，可以分析和解決物體碰撞、爆炸等物理現(xiàn)象。板書設計①動量守恒定律

-總動量不變：P前=P后

-碰撞類型判斷：動能守恒→彈性碰撞

-動能不守恒→非彈性碰撞

②彈性碰撞

-動量守恒：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'

-動能守恒：(1/2)m1v1^2+(1/2)m2v2^2=(1/2)m1v1'^2+(1/2)m2v2'^2

③非彈性碰撞

-動量守恒：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'

-動能不守恒：(1/2)m1v1^2+(1/2)m2v2^2≠(1/2)m1v1'^2+(1/2)m2v2'^2

-能量損失：ΔE=(1/2)m1v1^2+(1/2)m2v2^2-(1/2)m1v1'^2-(1/2)m2v2'^2

④碰撞實例

-車輛碰撞：非彈性碰撞，能量轉(zhuǎn)化為熱能、聲能等

-球類碰撞：彈性碰撞，動能守恒

⑤應用

-分析物體碰撞、爆炸等現(xiàn)象，運用動量守恒和能量守恒原理作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.請學生根據(jù)本節(jié)課學習的動量守恒定律和彈性碰撞、非彈性碰撞的知識，分析以下問題：

-當一個物體以一定速度碰撞另一個靜止的物體時，兩個物體的最終速度是多少？

-當一個物體以一定速度碰撞另一個物體，且碰撞后兩個物體的速度相同，這是彈性碰撞還是非彈性碰撞？

-請設計一個實驗來驗證動量守恒定律和能量守恒定律。

2.請學生根據(jù)本節(jié)課學習的動量守恒定律和彈性碰撞、非彈性碰撞的知識，解決以下實際問題：

-某輛汽車以每小時60公里的速度行駛，與另一輛靜止的汽車發(fā)生碰撞，兩車的質(zhì)量均為1500公斤，求碰撞后兩車的速度。

-某兩個小球A和B的質(zhì)量分別為10克和20克，A球以每秒10米速度碰撞B球，求碰撞后兩球的速度。

作業(yè)反饋：

1.批改學生的作業(yè)，重點檢查學生對動量守恒定律和彈性碰撞、非彈性碰撞的理解和應用能力。對于存在錯誤的學生，指出其錯誤所在，并給出正確的解答。

2.對于學生在作業(yè)中出現(xiàn)的問題，及時與學生進行溝通，了解其錯誤的原因，并給出改進的建議。例如，對于學生無法正確判斷碰撞類型的問題，可以引導學生回顧動量守恒定律和動能守恒定律的應用，幫助他們理解如何判斷碰撞類型。

3.對于學生在作業(yè)中表現(xiàn)出色的學生，給予表揚和鼓勵，以提高他們的學習積極性。例如，對于能夠準確分析實際問題并給出正確解答的學生，可以給予他們一定的獎勵，以激勵他們繼續(xù)努力。

4.對于學生在作業(yè)中出現(xiàn)的問題，及時進行總結(jié)和反饋，以幫助其他學生避免犯同樣的錯誤。例如，對于學生在計算過程中出現(xiàn)的錯誤，可以進行課堂講解，幫助其他學生理解和掌握正確的計算方法。典型例題講解1.例題1：兩個質(zhì)量為m的小球，一個以速度v1=10m/s向右運動，另一個以速度v2=5m/s向左運動。求碰撞后的速度。

答案：由于兩個小球發(fā)生彈性碰撞，根據(jù)動量守恒定律，系統(tǒng)總動量不變。設碰撞后的速度分別為v1'和v2'，則有：

m*v1+m*v2=m*v1'+m*v2'

10m/s+5m/s=v1'+v2'

15m/s=v1'+v2'

由于v1'和v2'是相反方向的速度，因此有：

v1'=15m/s-v2'

v2'=15m/s-v1'

所以，碰撞后的速度為v1'=15m/s-5m/s=10m/s，v2'=15m/s-10m/s=5m/s。

2.例題2：一輛汽車以速度v1=30m/s向右行駛，與一輛靜止的自行車發(fā)生碰撞。兩車的質(zhì)量分別為m1=1500kg和m2=75kg。求碰撞后兩車的速度。

答案：由于汽車與自行車發(fā)生彈性碰撞，根據(jù)動量守恒定律，系統(tǒng)總動量不變。設碰撞后的速度分別為v1'和v2'，則有：

m1*v1+m2*v2=m1*v1'+m2*v2'

1500kg*30m/s+75kg*0m/s=1500kg*v1'+75kg*v2'

45000kg·m/s+0kg·m/s=1500kg*v1'+75kg*v2'

45000kg·m/s=1500kg*v1'+75kg*v2'

45000kg·m/s=1500kg*v1'+75kg*v2'

300kg·m/s=75kg*v2'

v2'=300kg·m/s/75kg

v2'=4m/s

由于汽車和自行車向相反方向運動，因此有：

v1'=v1-v2'

v1'=30m/s-4m/s

v1'=26m/s

所以，碰撞后汽車的速度為v1'=26m/s，自行車的速度為v2'=4m/s。

3.例題3：一個質(zhì)量為m的小球，以速度v1=10m/s向左運動，與另一個質(zhì)量為2m的小球發(fā)生碰撞。求碰撞后兩個小球的速度。

答案：由于兩個小球發(fā)生彈性碰撞，根據(jù)動量守恒定律，系統(tǒng)總動量不變。設碰撞后的速度分別為v1'和v2'，則有：

m*v1+2m*v2=m*v1'+2m*v2'

10m/s+0m/s=v1'+2v2'

10m/s=v1'+2v2'

由于v1'和v2'是相反方向的速度，因此有：

v1'=10m/s-2v2'

v2'=10m/s-v1'

所以，碰撞后的速度為v1'=10m/s-2*10m/s=-10m/s，v2'=10m/s-(-10m/s)=20m/s。

4.例題4：一個質(zhì)量為m的小球，以速度v1=10