彈性碰撞和非彈性碰撞+導(dǎo)學(xué)案 高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

1.5彈性碰撞和非彈性碰撞導(dǎo)學(xué)案學(xué)習(xí)目標：1.知道彈性碰撞、非彈性碰撞的特點(重點)。2.了解對心碰撞和非對心碰撞的概念(重點)。3.能運用動量和能量的觀點分析解決一維碰撞的實際問題(重難點)。一、彈性碰撞和非彈性碰撞1．碰撞是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷降默F(xiàn)象，臺球桌上臺球的碰撞(圖甲)，汽車碰撞測試中兩車的相向碰撞(碰撞后均靜止)(圖乙)等，這些碰撞有哪些相同點？又有哪些不同？(從動量和能量的角度進行分析)甲乙_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．在本章第一節(jié)圖1.1－2實驗中，碰撞后兩車粘在一起，總動能減少。(1)碰撞過程中總動能減小的原因是什么？(2)是否可以改變小車質(zhì)量和碰前速度使碰撞前后總動能不變？(3)為了盡量減少總動能的損失，可以對實驗裝置怎么進行改進？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________知識梳理：1．碰撞的特點(1)時間特點：在碰撞現(xiàn)象中，相互作用的時間很短。(2)相互作用力的特點：在相互作用過程中，相互作用力先是急劇增大，然后急劇減小，平均作用力很大。(3)動量守恒條件的特點：系統(tǒng)的內(nèi)力遠遠大于外力，所以系統(tǒng)即使所受合外力不為零，外力也可以忽略，系統(tǒng)的總動量守恒。(4)位移特點：碰撞過程是在一瞬間發(fā)生的，時間極短，在物體發(fā)生碰撞的瞬間，可忽略物體的位移，認為物體在碰撞前后仍在同一位置。(5)能量特點：碰撞前總動能Ek與碰撞后總動能Ek′，滿足Ek≥Ek′。2．碰撞的分類(1)彈性碰撞：系統(tǒng)在碰撞前后動能______。(2)非彈性碰撞：系統(tǒng)在碰撞后動能______。二、彈性碰撞的實例分析如圖所示，質(zhì)量為m1的小球A以速度v1向右與質(zhì)量為m2的靜止小球B發(fā)生碰撞，若兩者間的碰撞是彈性碰撞且兩球碰撞前后的速度均在一條直線上。根據(jù)下列提示，求碰后A、B兩球的速度v1′、v2′。碰撞過程中動量守恒，表達式為________________________________________________①碰撞前后動能相等，表達式為__________________________________________________②由①式得m1(v1－v1′)＝m2v2′由②式得m1(v12－v1′2)＝m2v2′2聯(lián)立以上兩式得v1′＋v1＝v2′由上面關(guān)系式可解得v1′＝________________，v2′＝________________。(請記住這兩個結(jié)果，以便今后直接使用)知識梳理：正碰：兩個小球相碰，碰撞之前球的運動速度與兩球心的連線在同一條直線上，碰撞之后兩球的速度仍會沿著這條直線，這種碰撞稱為________，也叫作________________或________________。食烤魚討論：1．以碰前物體m1速度的方向為正方向(1)若m1＝m2，則有v1′＝________，v2′＝________，即碰撞后兩球速度________。(2)若m1>m2，則v1′________0,v2′______0(均填“>”“＝”或“<”)，表示v1′和v2′都與v1方向________(填“相同”或“相反”)。(3)若m1<m2，則v1′________0(填“>”“＝”或“<”)，表示v1′與v1方向________(填“相同”或“相反”)。2．繼續(xù)思考：(1)若m1?m2，則v1′＝________，v2′＝________；(2)若m1?m2，則v1′＝________，v2′＝________。三、碰撞的可能性碰撞問題遵循的三個原則：(1)系統(tǒng)動量守恒，即p1＋p2＝p1′＋p2′。(2)系統(tǒng)動能不增加，即Ek1＋Ek2≥Ek1′＋Ek2′或eq\f(p12,2m1)＋eq\f(p22,2m2)≥eq\f(p1′2,2m1)＋eq\f(p2′2,2m2)。(3)速度要合理：碰撞前、后碰撞雙方運動速度之間的關(guān)系必須合理。如果碰前兩物體同向運動，有v后>v前，否則無法實現(xiàn)碰撞。碰撞后，原來在前的物體的速度一定增大，若碰后兩物體同向運動，有v前′≥v后′，否則碰撞還沒有結(jié)束。答案：一、1.相同點是碰撞過程持續(xù)時間極短，此過程中內(nèi)力遠大于外力，碰撞滿足動量守恒；不同點是碰撞過程中機械能損失有多有少，圖甲損失的機械能相比碰撞前的機械能占比較小，圖乙損失的機械能相比碰撞前的機械能占比較大。2．(1)碰撞中有機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。(2)通過數(shù)據(jù)分析知不可以。(3)兩輛小車安裝彈性碰撞架。知識梳理2．(1)不變(2)減少二、m1v1＝m1v1′＋m2v2′eq\f(1,2)m1v12＝eq\f(1,2)m1v1′2＋eq