碰撞导学案

第一章动量

第4节碰撞

学习目标：

1、了解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞，会运用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题

2、了解对心碰撞和非对心碰撞，了解散射和发现中子的过程，进一步了解定律的普适性

3、加深对动量守恒定律和机械能守恒定律的理解，能综合运用两个定律解决实际问题

知识准备

1、判断系统动量守恒的条件是什么？

2、动量守恒定律的表达式有哪些？

3、碰撞的特点是什么？满足动量守恒的条件吗？

探究案

一、导入新课

无论是宏观还是微观领域，碰撞现象均普遍存在，在前面，通过对碰撞的研究，我们定义了动量并得出了动量守恒定律，碰撞过程还有哪些典型的现象和规律未被我们发现呢？

二、质疑探究

探究点一：弹性碰撞和非弹性碰撞

演示实验1：等长的双摆线悬挂两个等质量的小钢球处于同一水平线上，（1）让一球静止，另一球从某一高度下摆，（2）让两球同时从同一高度下摆，（3）让两球同时从不同高度下摆，观察两球碰撞前后的运动特点。

实例分析1：如图所示，光滑水平面上，滑块A以一定的初速度与一静止放置的滑块B正碰，滑块B与弹簧连接，碰撞过程弹簧的形变在弹性限度以内，分析碰撞过程中A、B两滑块各自的运动情况，A、B两滑块组成的系统动量的变化情况及能量的转化情况。

演示实验2：将演示实验1中小球正面贴双面胶，重复试验并归纳实验现象

实例分析2：两个质量都是m的物体，碰撞前一个物体静止，另一个以速度v向它撞去。碰撞后两个物体粘在一起，继续前进。（1）求碰撞后两个物体的共同速度。（2）分别求出碰撞前、后系统的总动能。问1：利用动量和能量的观点分析两组实验及实例中的的相同点和不同点,说说你的分析依据。从对比分析中，你能推测碰撞过程中系统机械能是否守恒吗？

归纳总结1：碰撞的分类

针对训练1：质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量p A=9kg.m/s，B球的动量p B=3kg.m/s，当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能是（）

A、p A/=6kg.m/s p B/=6kg.m/s

B、p A/=8kg.m/s p B/=4kg.m/s

C、p A/=-2kg.m/s p B/=14kg.m/s

D、p A/=-4kg.m/s p B/=17kg.m/s

探究点二：定量研究弹性正碰

演示实验3：弹性正碰的几种典型现象：(1)等质量弹性小球正碰；(2)轻质量弹性小球撞击重质量弹性小球；(3)重质量弹性小球撞击轻质量弹性小球。

实例分析3：假设物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性正碰，你能结合弹性碰撞的规律建立方程，从而得出碰后两物体各自的速度吗？

问2：请尝试利用上例中的计算结果解释演示实验中得出的的现象。

总结归纳2：

（1）m1=m2：

（2）m1

（3）m1>m2 : m1>> m2 :

针对训练2：速度为103m/s的氦核与静止的质子发生正碰，氦核的质量是质子的4倍，碰撞时弹性的，求碰撞后两个粒子的速度。

探究点三：非对心碰撞

（视频演示）实例分析：以台球为例，多数情况下，母球并非沿连心线方向正面击球，而是错开了一定的角度，则在碰撞后，母球和目标球各自的运动方向如何判断？

分解问题：

1、碰后目标球的运动方向如何确定？

2、白球可能朝什么方向运动？

3、根据动量的矢量性分析，碰后两球的动量与碰前母球的动量具有怎样的关系？

4、若两球质量相等，猜测碰后两球运动方向的关系。

总结归纳3：

三、当堂检测

1、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

2、质量m1=10g的小球在光滑的水平面上以v1=3m／s的速度向右运动，恰遇上质量m2=50 g的小球以v2=1m／s的速度向左运动。碰撞后，小球m2恰好静止。那么碰撞后小球m1的速度多大？方向如何？该过程属于哪一类碰撞？

3、质量M=2.99kg的木块放在水平桌面上，一个质量为m=0.01kg的子弹以速度v=600m/s水平射入木块中。木块带着子弹在桌面上滑行0.25m停下来。试求木块与桌面间的动摩擦因数。

课堂小结：

训练案

1、甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动，已知它们的动量分别是5 kg·m/s和7 kg·m,/s，甲追上乙并发生碰撞，碰撞后乙球的动量变为10kg·m／s，则两球质量m甲与m乙的关系可能是（）

A、m乙=m甲

B、m乙=2m甲

C、4m甲=m乙

D、m乙=6m甲

2、长为1m的细绳，能承受的最大拉力为46N，用此绳悬挂质量为0．99kg的物块处于静止状态，如图所示，一颗质量为10g的子弹，以水平速度vo射人物块内，并留在其中。若子弹射人物块内时细绳恰好不断裂，g取10m/s2，求子弹射入物块前的速度v。

3、光滑水平轨道上有三个木块A、B、C，质量分别为3

A

m m

=、

B C

m m m

==，开始时B、C均静止，A以初速度v0向右运动，A与B相撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变。求B与C碰撞前B的速度大小。

4、在离地面3h的平台边缘有一质量为2m的小球A，在其上方悬挂着一个质量为m的摆球B，当球B从离平台3h高处由静止释放到达最低点时，恰与A发生正碰，使A球水平抛出，已知碰后A 着地点距抛出点的水平距离为3h，B偏离的最大高度为h，试求碰后两球的速度大小，并判断碰撞属于何种碰撞．