高二物理选修3-5第一章第一节学案

高二物理选修3-5第一章《碰撞与动量守恒》

第一节《物体的碰撞》学案

[学习目标]

1、了解历史上对碰撞问题的研究过程

2、知道生活中各种各样的碰撞形式

3、知道弹性碰撞与非弹性碰撞

4、能正确表达弹性碰撞与非弹性碰撞的特征，会用能量守恒的关系分析弹性与非弹性碰撞

的现象

一、情景导入

生活中随处可见碰撞现象，如各种打击现象，各种球类运动中的碰撞，车祸等交通工具的碰撞，因此研究碰撞现象及其规律具有重要的实际意义，可以指导我们有效控制有害的碰撞，如车祸等，也可以指导我们利用有益的碰撞.在台球运动中，

如图1-1-1，你观察到球与球的碰撞有几种形式？

图

1

-1-1 台球的碰撞

二、知识点剖析

1、碰撞

碰撞：当两个物体非常接近时，它们的相互作用改变了它们的运动状态，即引起动量和能量的交换，我们就说，它们发生了碰撞.由此可知，发生碰撞必须要满足两个条件：一是这种相互作用在较短的时间内发生，二是使两个质点的运动发生显著的变化.这是广义上的碰撞，例如两个微观粒子的碰撞.

在宏观现象中，碰撞意味着两物体直接接触，其特点是：相碰的物体在接触前和分离后没有相互作用，接触的时间很短，接触时发生的相互作用比较强烈，因而在接触过程中可以忽略外力.

2、碰撞的形式

a、碰撞的研究：最早研究碰撞的是马西尔，随后，伽利略、马略特、牛顿、笛卡尔、惠更斯先后用大量的实验进行了研究，总结了碰撞的规律，形成了动量守恒的思想.并应用到了对微观粒子的研究上，发现了新的粒子.

b、碰撞的形式有正碰、斜碰.

正碰：

斜碰：

C、区分正碰和斜碰主要看碰撞前两球的相对速度的方向与连心线的关系，与各小球自身的

运动状态无关，与碰撞的位置无关.

3、弹性碰撞与非弹性碰撞（从碰撞的能量角度来分）

a.完全弹性碰撞

如果两个物体（以两个弹性小球为例）在碰撞过程中，没有机械能的损失，这样的碰撞称为完全弹性碰撞。此时两个物体之间的力是弹性力，在开始接触后的前一阶段，两球互相压缩，弹性力做负功，这时有一部分动能转化为弹性势能，在两球的速度相等时，压缩停止，此时系统的弹性势能最大，系统的动能最小；然后立即转为互相推开，弹性力做正功，此时弹性势能转化为动能.当全部分开时，弹性势能为零，全部转化为动能.

b.非弹性碰撞

两球碰撞后形变不能完全恢复.碰撞前后两小球的总动能不相等，有损失，损失的机械能转化为内能.

c.完全非弹性碰撞

两球碰撞后完全不反弹，动能损失最大.很多情况下表现为两球合为一体，或达到共同速度. 【重点剖析】理解三种碰撞

课堂互助探究

（1）下列的碰撞各属于什么碰撞：

①如下图所示,光滑水平面上有质量相等的A和B两物体，B上装有一轻弹簧，B原来静止，A以速度v正对B滑行，当弹簧压缩到最短，再次复原的过程，属于________________碰撞。

②用细线悬挂一质量为M的木块,木块静止,如下左图所示．现有一质

量为m的子弹自左方水平地射穿此木块,穿透前后子弹的速度分别为

v0和v．属于________________碰撞。

③如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A

沿水平方向射入木块后留在木块内。属于________________碰撞

三、学以致用、各个击破

1、在光滑的水平面上，一个运动的小球去碰撞一个静止的小球，则这个属于（）

A.正碰

B.斜碰

C.可能是正碰，也可能是斜碰

D.条件不明，无法说明

2、（多选）如图所示，两小球在同一轨道槽内发生了碰撞，两小球都

是弹性小球，则它们的碰撞属于（）

A.正碰

B.斜碰

C.弹性碰撞

D.非弹性碰撞

3、（多选）下列有关碰撞的说法正确的是（）

A、物体碰撞前后速度方向在同一直线上的碰撞是正碰

B、碰撞的过程时间极短

C、物体碰撞前后速度方向在同一直线上的碰撞是斜碰

D、碰撞时，质量大的物体对质量小的物体作用力大

4、下列说法正确的是（）

A、能量守恒的碰撞是弹性碰撞

B、弹性碰撞时机械能守恒

C、正碰是弹性碰撞

D、斜碰一定是非弹性碰撞

5、关于碰撞的说法，正确的是（）

A．发生正碰的系统，总动能一定不变

B．发生正碰的系统，总动能可能减小

C．发生斜碰的系统，总动能一定减小

D．发生斜碰的系统，总动能可能不变

6、大小相等质量不同的两个球1、2在光滑水平面上相撞。1球质量是2球质量的4倍，1球以2m/s的速度与静止2球碰撞，碰撞后1球沿原方向运动速度大小是1.5m/s，2球的速度为2m/s，你能判断出大球和小球的碰撞是何种碰撞吗？请说明理由。

7、举例说明生活中哪些碰撞是完全非弹性碰撞.

四、总结归纳

1、碰撞的定义

2、碰撞的历史研究过程

3、碰撞的分类

4、三种碰撞的区分