高中物理 第十六章 动量守恒定律 4 碰撞学案(新人教版)选修3-5.doc

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1、4　碰撞学习目标知识脉络1.知道什么是弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞，正碰(对心碰撞)和斜碰(非对心碰撞)．(重点)2．会用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题．(难点)3．知道散射和中子的发现过程，体会理论对实践的指导作用，进一步了解动量守恒定律的普适性．(重点)碰撞的分类1．从能量角度分类(1)弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒．(2)非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒．(3)完全非弹性碰撞：碰撞后合为一体或碰后具有共同速度，这种碰撞动能损失最大．2．从碰撞前后物体运动的方向是否在同一条直线上分类(1)正碰：(对心碰撞)两个

2、球发生碰撞，如果碰撞之前球的速度方向与两球心的连线在同一条直线上，碰撞之后两个球的速度方向仍会沿着这条直线的方向而运动．(2)斜碰：(非对心碰撞)两个球发生碰撞，如果碰撞之前球的运动速度方向与两球心的连线不在同一条直线上，碰撞之后两球的速度方向都会偏离原来两球心的连线而运动．1．发生碰撞的两个物体，动量是守恒的．(√)2．发生碰撞的两个物体，机械能是守恒的．(×)3．碰撞后，两个物体粘在一起，动量是守恒的，但机械能损失是最大的．(√)两小球发生对心碰撞，碰撞过程中，两球的机械能守恒吗？【提示】　两球发生对心碰撞，动量是守恒的，但机械能不

3、一定守恒，只有发生弹性碰撞时，机械能才守恒．如图1641所示，物体A和B放在光滑的水平面上，A、B之间用一轻绳连接，开始时绳是松弛的，现突然给A以水平向右的初速度v0.(作用过程绳未断)图1641探讨1：物体A和B组成的系统动量是否守恒？机械能是否守恒？【提示】　动量守恒，机械能不守恒．探讨2：上述物体A和B之间的作用过程可以视为哪一类碰撞？【提示】　完全非弹性碰撞．1．碰撞的特点(1)时间特点：碰撞现象中，相互作用的时间极短，相对物体运动的全过程可忽略不计．(2)相互作用力特点：在碰撞过程中，系统的内力远大于外力．(3)位移特点：在碰

4、撞过程中，由于在极短的时间内物体的速度发生突变，物体发生的位移极小，可认为碰撞前后物体处于同一位置．2．处理碰撞问题的三个原则(1)动量守恒，即p1＋p2＝p1′＋p2′.(2)动能不增加，即Ek1＋Ek2≥E′k1＋E′k2.1．如图1642，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是A向________运动，B向________运动．图1642【解析】　选向右为正方向，则A的动量pA＝m·2v0＝2mv0.

5、B的动量pB＝－2mv0.碰前A、B的动量之和为零，根据动量守恒，碰后A、B的动量之和也应为零．【答案】　左　右2．如图1643所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6m/s，B球的速度是－2m/s，不久A、B两球发生了对心碰撞．对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果可能实现的是(　　)图1643A．vA′＝－2m/s，vB′＝6m/sB．vA′＝2m/s，vB′＝2m/sC．vA′＝1m/s，vB′＝3m/sD．vA′＝－3m/s，v

6、B′＝7m/sE．vA′＝－5m/s，vB′＝9m/s【解析】　两球碰撞前后应满足动量守恒定律及碰后两球的动能之和不大于碰前两球的动能之和．即mAvA＋mBvB＝mAvA′＋mBvB′①，mAv＋mBv≥mAvA′2＋mBvB′2②，答案D、E中满足①式，但不满足②式．【答案】　ABC3．(2014·山东高考)如图1644所示，光滑水平直轨道上两滑块A、B用橡皮筋连接，A的质量为m.开始时橡皮筋松弛，B静止，给A向左的初速度v0.一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并粘在一起．碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B的

7、速度的一半．求：图1644(1)B的质量；(2)碰撞过程中A、B系统机械能的损失．【解析】　(1)以初速度v0的方向为正方向，设B的质量为mB，A、B碰撞后的共同速度为v，由题意知：碰撞前瞬间A的速度为，碰撞前瞬间B的速度为2v，由动量守恒定律得m＋2mBv＝(m＋mB)v①由①式得mB＝.②(2)从开始到碰后的全过程，由动量守恒定律得mv0＝(m＋mB)v③设碰撞过程A、B系统机械能的损失为ΔE，则ΔE＝m()2＋mB(2v)2－(m＋mB)v2④联立②③④式得ΔE＝mv.【答案】　(1)m　(2)mv(1)当遇到两物体发生碰撞的问题

8、，不管碰撞环境如何，要首先想到利用动量守恒定律．(2)对心碰撞是同一直线上的运动过程，只在一个方向上列动量守恒方程即可，此时应注意速度正、负号的选取．弹性碰撞的处理1．弹性碰撞特例(1)两质量分别为m1、m