高中物理 第十六章 第四節(jié) 碰撞學(xué)案 新人教版選修3-5

1、第十六章 動量守恒定律4 碰撞【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解彈性碰撞非彈性碰撞和完全非彈性碰撞，對心碰撞和非對心碰撞.會應(yīng)用動量、能量的觀點(diǎn)綜合分析、解決一維碰撞問題；2.了解散射和中子的發(fā)現(xiàn)過程，體會理論對實(shí)踐的指導(dǎo)作用，進(jìn)一步了解動量守恒定律的普適性；3.加深對動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律的理解，能運(yùn)用這兩個定律解決一些簡單的與生產(chǎn)、生活相關(guān)的實(shí)際問題?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】1.用動量守恒定律、機(jī)械能守恒定律討論碰撞問題學(xué)2.對各種碰撞問題的理解【課前預(yù)習(xí)】一、彈性碰撞和非彈性碰撞1、彈性碰撞過程中機(jī)械能是_的。2、非彈性碰撞過程中機(jī)械能是_的。3、在光滑水平面上，質(zhì)量為m1的小球以速度v1與質(zhì)量為m2的靜止

2、小球發(fā)生彈性正碰，根據(jù)動量守恒和機(jī)械能守恒：m1v1=_,(m1v12)/2=_.碰后兩個小球的速度分別為：v1=_v2=_。(1)若m1m2，v1和v2都是正值，表示v1和v2都與v1方向_。若m1m2，v1=v1，v2=2v1，表示m1的速度不變，m2以2v1的速度被撞出去）(2)若m1m2，v1為負(fù)值，表示v1與v1方向_，m1被彈回。若m1m2，v1=-v1，v2=0，表示m1被反向以原速率彈回，而m2仍靜止 (3) 若m1=m2，則有v1=0，v2=v1，即碰撞后兩球速度互換.二、對心碰撞和非對心碰撞1、對心碰撞前后，物體的運(yùn)動方向_，也叫正碰。2、非對心碰撞前后，物體的運(yùn)動方向_，

3、也叫斜碰。高中階段只研究正碰的情況。三、散射1、微觀粒子碰撞時，微觀粒子相互接近時并不發(fā)生_。2、由于粒子與物質(zhì)微粒發(fā)生對心碰撞的概率_所以_粒子碰撞后飛向四面八方?！绢A(yù)習(xí)檢測】1光滑水平面上的兩個物體發(fā)生碰撞，下列情形可能成立的是 ( )A碰撞后系統(tǒng)的總動能比碰撞前小，但系統(tǒng)的總動量守恒B碰撞前后系統(tǒng)的總動量均為零，但系統(tǒng)的總動能守恒C碰撞前后系統(tǒng)的總動能均為零，但系統(tǒng)的總動量不為零D碰撞前后系統(tǒng)的總動量、總動能均守恒2在光滑水平面上相向運(yùn)動的A、B兩小球發(fā)生正碰后一起沿A原來的速度方向運(yùn)動，這說明原來 ( )AA球的質(zhì)量一定大于B球的質(zhì)量 BA球的速度一定大于B球的速度CA球的動量一定大于

4、B球的動量 DA球的動能一定大于B球的動能3在一條直線上相向運(yùn)動的甲、乙兩個小球，它們的動能相等，已知甲球的質(zhì)量大于乙球的質(zhì)量，它們發(fā)生正碰后可能發(fā)生的情況是 ( )A甲球停下，乙球反向運(yùn)動B甲球反向運(yùn)動，乙球停下C甲球、乙球都停下D甲球、乙球都反向運(yùn)動4在光滑水平面上，動能為E0、動量大小為p0的小球A與靜止的小球B發(fā)生正碰，碰撞前后A球的運(yùn)動方向與原來相反，將碰撞后A球的動能和動量大小分別記為E1、p1，B球的動能和動量大小分別記為E2、p2，則必有 ( )AE0E1 BE0E2Cp0p1 Dp0p25質(zhì)量為m的小球A，在光滑的水平面上以速度v與靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為2m的小球B發(fā)生正

5、碰，碰撞后，A球的動能變?yōu)樵瓉淼?，則碰撞后B球的速度大小可能是( )Av Bv Cv Dv【參考答案】課前預(yù)習(xí)：一、1、守恒；2、有損失；3、m1v1+m2v2,(1/2)m1v12+(1/2)m2v22(m1-m2)v1/(m1+m2),2m1v1/(m1+m2),相同，相反。二、1、在同一條直線上；2、不在一條直線上。三、1、直接接觸；2、很小，多數(shù)。預(yù)習(xí)檢測: 1、AD 2、C 3、A D 4、ACD 5、AB 堂中互動【典題探究】【例1】如圖1641所示，在光滑的水平支撐面上，有A、B兩個小球A球動量為10 kgm/s，B球動量為12 kgm/s.A球追上B球并相碰，碰撞后，A球動量變

6、為8 kgm/s，方向沒變，則A、B兩球質(zhì)量的比值為()A0.5B0.6C0.65 D0.75 圖1641【解析】A、B兩球同向運(yùn)動，A球要追上B球要有條件：vAvB.兩球碰撞過程中動量守恒，且動能不會增多，碰撞結(jié)束要有條件：vBvA.由vAvB得，即0.83由碰撞過程動量守恒得：pApBpApB，pB14 kgm/s由碰撞過程的動能關(guān)系得0.69由vBvA得，0.57所以0.570.69選項B、C正確【例2】如圖1642所示，物塊質(zhì)量m4 kg，以速度v2 m/s水平滑上一靜止的平板車，平板車質(zhì)量M16 kg，物塊與平板車之間的動摩擦因數(shù)0.2，其他摩擦不計(g取10 m/s2)，求：(1)

7、物塊相對平板車靜止時物塊的速度；(2)要使物塊在平板車上不滑下，平板車至少多長？圖1642【解析】(1)二者組成的系統(tǒng)動量守恒，取v方向為正設(shè)共同速度為v，則有mv(Mm)v代入數(shù)據(jù)解得v0.4 m/s.(2)設(shè)平板車至少長為L，由能量守恒有：mgLmv2(mM)v2代入數(shù)據(jù)解得L0.8 m.【例3】如圖1643所示，傾角為的斜面上靜止放置三個質(zhì)量均為m的木箱，相鄰兩木箱的距離均為l.工人用沿斜面的力推最下面的木箱使之上滑，逐一與其他木箱碰撞每次碰撞后木箱都粘在一起運(yùn)動整個過程中工人的推力不變，最后恰好能推著三個木箱勻速上滑已知木箱與斜面間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g.設(shè)碰撞時間極短，求：(1)工人的推力；(2)三個木箱勻速運(yùn)動的速度；(3)在第一次碰撞中損失的機(jī)械能圖1643【解析】(1)設(shè)工人的推力為F，則有F3mg(sincos)(2)設(shè)第一次碰撞前瞬間木箱速度為v1，由功能關(guān)系得Flmglsinmglcosmv 設(shè)碰撞后兩木箱的速度為v2，由動量守恒得mv12mv2 設(shè)再次碰撞前瞬間速度為v3