高中物理 碰撞学案 新人教版选修3-5

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1、第四节碰撞学习目标1．认识弹性碰撞与非弹性碰撞，认识对心碰撞与非对心碰撞2．了解微粒的散射教学重点、难点用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题对各种碰撞问题的理解．学习过程（一）引入新课碰撞过程是物体之间相互作用时间非常短暂的一种特殊过程，因而碰撞具有如下特点：1．碰撞过程中动量守恒守恒的原因是什么？2．碰撞过程中，物体没有宏观的位移，但每个物体的速度可在短暂的时间内发生改变．3．碰撞过程中，系统的总动能只能不变或减少，不可能增加．碰撞中，总动能减少最多的情况是什么？（二）进行新课一、弹性碰撞和非弹性碰撞1．弹性碰撞：在

2、弹性力作用下，碰撞过程只产生的转移，系统内无的碰撞，称为弹性碰撞。举例：通常情况下的钢球等坚硬物体之间的碰撞及分子、原子等之间的碰撞皆可视为弹性碰撞。物体m1以速度v1与原来静止的物体m2碰撞，若碰撞后他们的速度分别为v1/、v2/根据动量守恒和机械能守恒，有：解得：注意：弹性碰撞后的物体不发生永久性的形变，不裂成碎片，不粘在一起，不发生热传递及其他变化。以下是对上述结果的讨论（1）若，则，即质量相等的两物体弹性碰撞后,“交换速度”图3-4-1例题1、如图3-4-1所示，在水平面上有一辆长为的小车，与地面之间的动摩擦因数为,

3、在上有一木块(大小不计)，与的质量相等，与之间光滑．开始时是静止的，位于的正中以初速度向右运动，假设与的前后两壁碰撞是完全弹性的，求与的前后两个墙壁最多能相碰多少次?3次（2）若，且.则.例题2、如图所示，光滑水平面上A、B两小球沿同一方向运动，A球的动量为8kgm/s，B球的质量为2kg，速度为6m/s，已知两球相碰后，A球的动量减为原来的一半，方向与原方向一致。求：（1）碰撞后B球的速度变为多大？（2）碰撞前A球速度的可能范围。（结果保留两位有效数字）（1）8m/s（2）28/3>，且.则.（

4、4）若，且.则.例题3、有光滑圆弧轨道的小车质量为，静止在光滑水平地面上，圆弧下端水平，有一质量为的小球以水平初速度滚上小车，如图所示．求小球又滚下小车分离时二者的速度?Vm’=-2m/svM’=2m/s（5）.结论：若<<，且，则2．非弹性碰撞(1)非弹性碰撞：受非弹性力作用，使部分机械能转化为内能的碰撞称为非弹性碰撞。(2)完全非弹性碰撞：是非弹性磁撞的特例，这种碰撞的特点是碰后粘在—起(或碰后具有共同的速度)，其动能损失最大。（请同学们自己试着推导？）注意：碰撞后发生永久性形变、粘在一起、摩擦生热等的碰撞往往为非弹性碰

5、撞。例4、如图所示，P物体与一个连着弹簧的Q物体正碰，碰撞后P物体静止，Q物体以P物体碰撞前速度v离开，已知P与Q质量相等，弹簧质量忽略不计，那么当弹簧被压缩至最短时，下列的结论中正确的应是()A．P的速度恰好为零B．P与Q具有相同速度C．Q刚开始运动D．Q的速度等于v例题5、如图3-4-1所示，在光滑的水平面上有一辆长为的小车，在上有一木块(大小不计)，与的质量相等，与的动摩擦因数为．开始时是静止的，位于的正中以初速度向右运动，假设与的前后两壁碰撞是完全弹性的，求与的前后两个墙壁最多能相碰多少次?13次例题6、A、B两球在

6、光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是5kg﹒m/s，B球的动量是7kg﹒m/s，当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是（）A．6kg﹒m/s、6kg﹒m/sB．4kg﹒m/s、8kg﹒m/sC．-2kg﹒m/s、14kg﹒m/sD．-3kg﹒m/s、15kg﹒m/s小结：碰撞能够发生的条件（1）（2）（3）二、对心碰撞和非对心碰撞1．对心碰撞两球碰撞时，碰撞之前球的与两球心的连线，碰撞之后两球的速度，这种碰撞称为对心碰撞，也叫正碰。2．非对心碰撞两球碰撞时，碰撞之前的与两球心的连线，碰撞之后

7、两球的速度。这种碰撞称为非对心碰撞，也叫斜碰。斜碰也遵循动量守恒定律，但情况较复杂，中学阶段不作要求。三、散射散射：在粒产物理和核物理中，常常使一束粒子射入物体，粒子与物体中的微粒碰撞。这些微观粒子相互接近时并不发生直接接触，这种微观粒子的碰撞叫做散射。由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小，所以多数粒子在磁撞后飞向四面八方。非对心碰撞的两个物体，碰撞前后速度不在同一条直线上，属于二维碰撞问题．如果系统碰撞过程中所受合外力为零，则仍然满足动量守恒。在用α粒子轰击金箔时，α粒子与金原子核碰撞(并不直接接触)后向各个方向飞出，

8、即发生散射．微观粒子之间的碰撞通常被视为完全弹性碰撞，遵从动量守恒及前后动能相等．英国物理学家查德威克利用弹性碰撞理论成功地发现了中子．