碰撞教学设计doc下载|《碰撞》教学设计

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　　《碰撞》教学设计

　　【三维教学目标】

　　1、知识与技能

　　(1)了解不同类型的碰撞，认识碰撞的特点;

　　(2)理解碰撞类问题的处理思想;

　　(3)会用动量守恒定律定量分析一维弹性碰撞的特点;

　　(4)了解对心碰撞和非对心碰撞及中子的发现过程。

　　2、过程与方法

　　(1)通过探究一维弹性碰撞的特点，体验科学探究的过程(由简单到复杂)，掌握科学探究的方法(理论和实验相结合);

　　(2)理解从研究宏观碰撞到微观碰撞的引申思路，体验这种引申的重大意义，并进一步感受动量守恒定律的普适性。

　　3、情感态度与价值观

　　(1)培养实事求是和理论联系实际的品质;

　　(2)在理论与实验探究中，培养学生合作、交流的意识;

　　(3)通过了解中子的发现过程，体验科学的猜想(卢瑟福预言中子的存在)和科学精神(合作与交流)的重要性。

　　【重点难点】

　　1、重点：碰撞类问题的处理思想以及一维弹性碰撞的定量分析;

　　2、难点：碰撞过程中的能量问题。

　　【教学器具】

　　多媒体课件、碰撞视频资料、牛顿摆、直尺制作的一维轨道、1元硬币(5枚)、钢球和乒乓球各一只

　　【教学过程】

　　(一) 实验引入：

　　教师：下面的这个实验装置叫做牛顿摆。如果拉开最左边的小球，你能说出将会发生什么现象吗?

　　教师可以几让同学说明会发生的现象，并鼓励说得较好的同学上讲台演示。

　　学生：分组小实验，五个硬币。

　　教师：碰撞是自然界中普遍存在的一种现象，大到宇宙中天体与天体之间的碰撞，小到微观世界粒子与粒子之间的碰撞，日常生活中，我们也能随处可见各种各样的碰撞现象。同学们能否举例说说生活中你所见到过的碰撞现象呢?

　　学生举例：……

　　教师展示各种碰撞图片并总结：气垫导轨上两个滑块之间的碰撞;列车编组站里，一辆运动的货车碰撞另一辆静止的货车，碰撞后连接在一起继续运动;两辆汽车碰撞，造成严重的交通事故;游乐场里，碰碰车之间的碰撞能给人们带来欢乐;保龄球碰撞;台球的碰撞;1994年7月，“苏梅克—列维”9号彗星的碎片与木星发生了猛烈碰撞，在木星上留下的“伤痕”几乎达到地球的大小;微观粒子之间的碰撞甚至能使一种粒子转化为其他粒子……

　　教师：碰撞现象在自然界中是如此广泛地存在，必定成为物理学关注的一个重要方面;人们通过对碰撞现象的研究，认识了碰撞现象所遵循的规律，并将这些规律应用到生产、生活以及科学研究中，对人类的认识活动及生产和生活都产生了巨大的推动作用。例如：历史上，人们正是通过对大量碰撞现象和其它各种现象的研究，才最终发现了动量守恒定律;由于对微观粒子间作用过程的各种细节我们还缺乏完整和可靠的运算理论，因此直接研究微观粒子间的作用行为比较困难。但人们从研究宏观物体间碰撞出发，探索物体间碰撞的一般规律，并将这类问题的研究进一步引申到微观领域，从而揭开了微观世界的神秘面纱......

　　所以说，研究碰撞规律很有意义。那么，

　　n 碰撞有哪些规律呢?

　　n 人们又是如何将宏观碰撞的研究引申到微观世界的呢?

　　这就是本节课我们要探究的内容，让我们从认识碰撞的特点开始。

　　(二)新课教学

　　1、认识碰撞的特点

　　教师：根据刚才大家所举例的碰撞情况，说说碰撞有什么显著的特点?

　　学生回答碰撞的特点：(说明：学生可能有多种多样的说法，这里教师要引导学生说出“激烈”的特点)

　　教师：“激烈”意味着什么物理量有什么特征?

　　学生：相互作用持续时间很短，而相互作用力很大

　　教师：下面是一幅由计算机描绘的，用传感器测量的两个物体碰撞过程中的相互作用力随时间变化的F-t图像，图像说明了碰撞有什么特点?

　　学生：相互作用持续时间很短，相互作用力很大，而且作用力是变力

　　2、研究碰撞的方法：

　　教师：碰撞具有如上的特点，那么我们应该采用什么样的方法去研究碰撞现象呢?用牛顿运动定律可以吗?好不好?

　　学生：不好，因为碰撞过程中的力是变力，直接用牛顿运动定律求解比较困难，而且对于微观粒子的碰撞，牛顿运动定律已经不再适用。

　　教师：那么该怎样处理碰撞问题呢?

　　教师引导学生分析：教师引导学生动量守恒定律和能量守恒定律解题的优点，让学生明白处理碰撞类问题的一般思路是综合运用动量守恒和能量守恒定律。

　　教师：能量有多种多样，与运动有关的能量是什么能量呢?

　　学生：机械能。

　　教师：那么，碰撞前后机械能是否也守恒呢?

　　教师演示实验引导学生分析：以下两种碰撞，哪种碰撞机械能守恒?哪种不守恒?

　　教师：为什么有的碰撞机械能守恒，而有的碰撞机械能却变化呢?

　　Flash动画演示：弹性碰撞和非弹性碰撞的区别

　　学生：总结弹性碰撞和非弹性碰撞的区别

　　3、弹性碰撞和非弹性碰撞

　　教师：给出弹性碰撞和非弹性碰撞的定义

　　如果碰撞后两个物体完全恢复了碰撞前的形状，则这种碰撞没有机械能损失，碰撞前后系统机械能相等，这种碰撞叫做弹性碰撞.

　　如果碰撞后两个物体没有完全恢复碰撞前的形状，则这种碰撞必定存在机械能损失，碰撞后系统机械能减少，这种碰撞叫做非弹性碰撞.

　　5、一维弹性碰撞研究

　　教师：研究物理问题，通常从最简单的情况开始，弹性碰撞和非弹性碰撞，哪种更简单呢?一维碰撞和两维碰撞，哪种更简单呢?

　　学生：一维弹性碰撞最简单

　　教师：好，那么，下面我们就从最简单的一维弹性碰撞开始研究

　　例：在光滑的水平面上，假设物体以速度与原来静止的物体发生弹性碰撞，碰撞后它们的速度分别为和，试推倒和的表达式.

　　[学生板演]选取水平向右为正方向，由题意可知碰撞前后，两球组成的系统动量守恒，机械能亦守恒，所以：

　　根据动量守恒定律得： ………………………………………………..(1)

　　由动能守恒定律得： ………………………………………..(2)

　　由(1)(2)得：

　　[学生分组讨论]并对结果进行讨论与评估：

　　若m1=m2

　　若m1>m2 ， m1 >> m2

　　若m1<m2 ， m2>>m1

　　教师：要求学生根据 m1=m2的情况下计算的结果，用1-2句话概括会发生的现象

　　学生：当碰撞的两个物体的质量相等时，碰撞前后两个物体互相交换了速度，这种现象叫做速度交换现象.

　　教师：台球运动中的速度交换现象(视频)

　　教师：关于速度交换现象，历史上很早就有科学家进行了研究，比较著名的要数布拉格大学的校长、物理学教授马尔西，他在1639年发表的《运动的比例》一书中，描述料这样一幅有趣的情景，“一颗大理石球对心碰撞一排大小相等的大理石球，运动将传递给最后一个球，中间的球一点也不受影响，就像第一个球直接撞到最后一个球那样”

　　4、正碰和斜碰

　　展示下面两幅图片：

　　教师提问：以上两种碰撞有什么区别?

　　学生分析：正碰和斜碰的区别

　　4、散射

　　[学生阅读]课本散射部分及中子发现过程。

　　散射：微观粒子相互接近时并不像宏观物体那样接触，因此微观粒子的碰撞叫散射。由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小，所以多数粒子在碰撞后飞向四面八方。

　　中子的发现过程：说明科学信息的交流与科学思想的碰撞是多么重要。

　　[总结]碰撞是十分常见的现象，大到茫茫宇宙，小到微观粒子，平常到日常生活，到处充斥着碰撞的现象，而且个性各异。但是不管是哪种碰撞，都遵循着动量守恒定律和机械能不增加的原则。这就像两只无形的手控制着各种碰撞。使复杂的世界变得有规律可循。

　　【板书设计】

　　碰撞

　　一、特点：时间短