第一章 第1节 碰撞
1.1 探究动量变化与冲量的关系
问题12:阅读教材“动量定理的应用”，你能举出一些生活中的例子吗？ 3、杂技表演时，常可看见有人用铁锤猛击放在“大力士”身上的大石 块，石裂而人不伤，这又是为什么？
4、建筑工人或蹦极 运动员身上绑的安全 带是有弹性的橡皮绳 还是不易伸长的麻绳？
小实验
非弹性绳断
橡皮绳不断
问题12:阅读教材“动量定理的应用”，你能举出一些生活中的例子吗？
问题10:“家庭作业与活动2”思考：如何利用动量定理解题？
一个质量为60kg的人
从高处跳下，落地时
的速度为5m/s他本能
的弯曲膝盖，经1s后 停下来，求他受到地 面的平均作用力 (g取 10m/s2) 。
取向上为正方向， 男孩的初动量为： p=mv=60×5 kg· m/s=300kg· m/s m/s 男孩的末动量为 p'=mv'= 0kg· 解析 由动量定理知
沿垒球飞向球棒时的 方向建立坐标轴，垒球的初动 量为 p=mv=0.18×25 kg· m/s=4.5kg· m/s 垒球的末动量为 p'=mv'=(－0.18)×25 kg· m/s= － 8.1kg· m/s 由动量定理知垒球所受的平均作用力为
解析
p p 8.1 4.5 F N = 1260N t 0.01
FN
mg 正方向
问题10:“家庭作业与活动2”思考：如何利用动量定理解题？
动量定理的应用步骤
1、确定研究对象：一般为单个物体；
2、明确物理过程：受力分析，求出合外力的冲量； 3、明确研究对象的初末状态及相应的动量； 4、选定正方向，确定在物理过程中研究对象的动量的变化； 5、根据动量定理列方程，统一单位后代入数据求解。
问题5：通过阅读课本，你对动量(momentum)有哪些认识呢？ １、定义：物体的质量m和速度v的乘积mv叫做动量，用p表示， 公式表示为 p=mv 2、单位：在国际单位制中，动量的单位是：千克· 米/秒，符号 kg· m/s 。
人教版2019选择性必修第一册高中物理知识点总结
人教版2019选择性必修第一册高中物理知识点总结第一章动量守恒定律第1节动量知识点一寻求碰撞中的不变量【案例1】两个大小相同的小球的碰撞(1)如图甲所示，两根长度相同的线绳，分别悬挂A、B质量相同的球，拉起A球，然后放开，该球与静止的B球发生碰撞。
碰撞后，A球停止运动，B球摆到A球原来的高度。
(2)如图乙所示，A球换成大小相同的C球，使C球质量大于B球质量，用手拉起C球至某一高度后放开，撞击静止的B球，发现碰撞后B球获得较大的速度，摆起的最大高度大于C 球被拉起的高度。
实验现象猜想：(1)两个物体碰撞前后可能动能之和不变，所以质量小的球速度大；(2)两个物体碰撞前后速度与质量乘积之和可能是不变的。
【案例2】利用滑轨探究一维碰撞中的不变量实验装置如图所示。
为了研究水平方向的一维碰撞，滑轨必须调水平。
(1)质量的测量：用天平测量小车的质量。
(2)速度的测量：利用公式v＝ΔxΔt，式中Δx为小车上挡光片的宽度，Δt为数字计时器显示的挡光片经过光电门的时间。
实验结论：此实验中两小车碰撞前后动能之和并不相等，但是质量和速度的乘积之和基本不变。
1．实验误差存在的主要原因是摩擦力的存在，利用滑轨进行实验，调节时注意利用水平仪，确保滑轨水平。
2．利用滑轨结合光电门进行实验探究不仅能保证碰撞是一维的，还可以做出多种情形的碰撞，物体碰撞前后速度的测量简单，误差较小，准确性较高，是最佳探究方案。
知识点二动量❶定义：质量和速度的乘积mv定义为物体的动量，用字母p表示。
❷表达式：p＝mv。
❸单位：千克米每秒，符号是kg·m/s。
❹方向：动量是矢量，它的方向与速度的方向相同。
1．对动量的理解(1)瞬时性：通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量，动量的大小可用p＝mv表示。
(2)矢量性：动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同。
(3)相对性：因物体的速度与参考系的选取有关，故物体的动量也与参考系的选取有关。
2．动量的变化量(1)表达式Δp＝p2－p1，该式为矢量式，运算遵循平行四边形定则，当p2、p1在同一条直线上时，可规定正方向，将矢量运算转化为代数运算。
高中物理第一章碰撞与动量守恒第二节动量动量守恒定律课件粤教版选修3-
p1＝mv1＝5×10－3×39.06 kg·m/s＝0.125 kg·m/s， p2＝mv2＝－5×10－3×334.62 kg·m/s＝－0.475 kg·m/s， 所以动量的变化量 Δp＝p2－p1＝－0.475 kg·m/s－ 0.125 kg·m/s＝－0.600 kg·m/s. 即羽毛球的动量变化量大小为 0.600 kg·m/s，方向与 羽毛球飞来的方向相反． (2)羽毛球的初速度：v＝25 m/s，羽毛球的末速度：v′
知识点一 动量及其改变
提炼知识 1．动量． (1)定义：运动物体的质量和它的速度的乘积叫作物 体的动量，用符号 p 表示． (2)定义式：p＝mv． (3)单位：在国际单位制中，动量的单位是千克米每 秒，符号是 kg·m/s．
(4)矢量性：动量是矢量，它的方向与速度的方向相 同．
2．冲量． (1)定义：物体受到的力和力的作用时间的乘积叫作 力的冲量，用符号 I 表示． (2)定义式：I＝F·t. (3)单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛·秒，符 号是 N·s.
答案：BD
2．一质量为 m 的物体做匀速圆周运动，线速度的大
小为 v，当物体从某位置转过14周期时，动量改变量的大
小为( )
A．0
B．mv
C. 2mv
D．2mv
解析：物体做匀速圆周运动时，动量大小不变，但方 向在发生变化，故计算动量变化 Δp 时应使用平行四边形 定则．
如图所示，设 p 为初动量，p′为末动量，而由于 p、p′， 大小均为 mv，且 p′与 p 垂直，则 Δp 大小 为 2mv.选项 C 正确．
解析：由 Ft＝Δp 知，Ft 越大，Δp 越大，但动量不 一定大，它还与初状态的动量有关；冲量不仅与 Δp 大小 相等，而且方向相同．由 F＝p′t－p，物体所受合外力越 大，动量变化越快．
教科版高中物理选择性必修第一册第一章第1节动量
3.如图所示,在水平光滑桌面上有两辆静止的小车A和B,质 量之比为mA∶mB=3∶1.将两车用细线拴在一起,中间有一 被压缩的弹簧,烧断细线后至弹簧恢复原长前的某一时刻, 两辆小车的( B ) A.加速度大小之比aA∶aB=1∶1 B.速度大小之比vA∶vB=1∶3 C.动能之比EkA∶EkB=1∶1 D.动量大小之比pA∶pB=1∶3
（N·S）
k（g·mJ）2/s2
若速度变化, 则Δp一定不为零
若速度变化, ΔEk可能为零
动量与动能间量值关系：
p 2mEk
Ek
p2 2m
动量是矢量,既有大小,又有方向,在确定动量是否相等时 要注意以下两点: (1)动量相等是指动量大小相等,方向相同. (2)动量是状态量,动量相等是指物体在某一时刻或某一 位置时的动量相等,而不是对应某一时间段或某一运动过 程.
4.有一个质量为3m的爆竹被斜向上抛出,到达最高点时速 度大小为v0、方向水平向东;在最高点炸裂成质量不等的两 块,其中一块质量为2m,速度大小为v,方向水平向东,已知另 一块速度方向水平向西,则另一块的速度大小是( C ) A.v-3v0 B.3v-2v0 C.2v-3v0 D.2v0+v
1.1 动量
生活 实例
打台球
打网球
汽车碰撞实验
愤怒的小鸟 伤不起的飞机
ห้องสมุดไป่ตู้
牛顿摆
牛顿摆是一个1960年代发明的桌面演示装置，五个质量相同的球体由吊绳固定， 彼此紧密排列。又叫：牛顿摆球、动量守恒摆球、永动球、物理撞球、碰碰球等。
牛顿摆是由法国物理学家伊丹·马略特（Edme Mariotte）最早于1676年提出的。 当摆动最右侧的球并在回摆时碰撞紧密排列的另外四个球，最左边的球将被弹出，并 仅有最左边的球被弹出。
高中物理 第一章 碰撞与动量守恒 第1节 碰撞教学案 5
第1节碰__撞(对应学生用书页码P1)一、碰撞现象1．碰撞做相对运动的两个(或几个)物体相遇而发生相互作用，运动状态发生改变的过程。
2．碰撞特点(1)时间特点：在碰撞过程中，相互作用时间很短。
(2)相互作用力特点：在碰撞过程中，相互作用力远远大于外力。
(3)位移特点：在碰撞过程中，物体发生速度突变时，位移极小，可认为物体在碰撞前后仍在同一位置。
试列举几种常见的碰撞过程。
提示：棒球运动中，击球过程；子弹射中靶子的过程；重物坠地过程等。
二、用气垫导轨探究碰撞中动能的变化1．实验器材气垫导轨，数字计时器、滑块和光电门，挡光条和弹簧片等。
2．探究过程(1)滑块质量的测量仪器：天平。
(2)滑块速度的测量仪器：挡光条及光电门。
(3)数据记录及分析，碰撞前、后动能的计算。
三、碰撞的分类1．按碰撞过程中机械能是否损失分为：(1)弹性碰撞：碰撞过程中动能不变，即碰撞前后系统的总动能相等，E k1＋E k2＝E k1′＋E k2′。
(2)非弹性碰撞：碰撞过程中有动能损失，即动能不守恒，碰撞后系统的总动能小于碰撞前系统的总动能。
E k1′＋E k2′＜E k1＋E k2。
(3)完全非弹性碰撞：碰撞后两物体黏合在一起，具有相同的速度，这种碰撞动能损失最大。
2．按碰撞前后，物体的运动方向是否沿同一条直线可分为：(1)对心碰撞(正碰)：碰撞前后，物体的运动方向沿同一条直线。
(2)非对心碰撞(斜碰)：碰撞前后，物体的运动方向不在同一直线上。
(高中阶段只研究正碰)。
(对应学生用书页码P1)探究一维碰撞中的不变量1.探究方案方案一：利用气垫导轨实现一维碰撞 (1)质量的测量：用天平测量。
(2)速度的测量：v ＝ΔxΔt ，式中Δx 为滑块(挡光片)的宽度，Δt 为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间。
(3)各种碰撞情景的实现：利用弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥设计各种类型的碰撞，利用滑块上加重物的方法改变碰撞物体的质量。
高中物理人教版(2019)选择性必修第一册 第一章动量守恒定律第1节动量课件
车辆的碰撞
微观粒子间的碰撞
台球的碰撞、汽车间的碰撞、微观粒子的 碰撞，这些运动似乎有天壤之别。然而，物 理学的研究表明，它们遵从相同的科学规 律——动量守恒定律。
一、寻求碰撞中的不变量
A B
用两根长度相同的线绳，分别悬挂两个完全相同的钢球 A、 B，且两球并排放置。拉起 A 球，然后放开，该球与静止 的 B 球发生碰撞。
谢谢！
2.［2019·浙江湖州高二期末］一个质量为0.18 kg的垒球以20 m/s的水 平速度向右飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为40
m/s，则这一过程动量的变化量B为（ ）
A.大小10.8 kg·m/s，方向向右 B.大小10.8 kg·m/s，方向向左 C.大小3.6 kg·m/s，方向向右 D.大小3.6 kg·m/s，方向向左
解：以向右为正方向。 初态动量 p=mv=0.6 kg·m/s 末态动量 p'=mv'=－0.6 kg·m/s 动量的变化量△p=p'－p= －1.2 kg·m/s ∆ p 的方向水平向左，大小为1.2 kg·m/s
本课小结
1.动量的理解 p mv
2.动量与动能的区分 3.动量的变化量
（1）表达式：p p' p
实验结论：碰撞后 A 球停止运动而静止，B 球开始运动，最终摆到和 A球拉起时同样的高 度。A的速度传递给了B
猜想：碰撞前后，两球速度之和是不变的？
C B
将上面实验中的A球换成大小相同的C球， 使C球质量大于B球质量，用手拉起C球至某一高度后放开， 撞击静止的B球。
实验结论：B摆起的最大高度大于C球被拉起时的高度，碰撞后B球获得较大的速度 猜想：碰撞前后，两球速度之和并不是不变的，两球碰撞前后的速度变化跟它们的质量有 关系。
教科版高中物理选修3-5全册课件
(1)把两小车加在一起计算，有一个什么物理量在碰撞前 后是相等的？ (2) 碰撞前后两车的 mv2 之和是否相等？两车的速度之和 是否相等？这说明了什么问题？ 解析 (1)由纸带可以看出，A、B两小车碰前和碰后都是 向右运动，且碰撞发生在从题图所示纸带右边数起第5个 点时，A车碰前碰后都看成匀速运动．
探究碰撞中的不变量
【典例1】 水平光滑桌面上有A、B两个小车，质量分别 是0.6 kg和0.2 kg，A车的车尾拉着纸带．A车以匀速 向右的某一速度与静止的B车碰撞，碰后两车连在一 起共同运动，碰撞前后打点计时器打下的纸带如图11-1所示(电源频率为50 Hz)．根据这些数据，请猜想：
图1-1-1
数据处理 为了 探究碰撞中的不变量，将实验中测得的物理量 填入如下表格
碰撞前 质量 m1 v1 速度 m1v1＋m2v2 m1v1′＋ m2v2′ m2 v2 碰撞后 m1 v1′ m2 v2′
mv
mv 2
2 m1v2 1＋m2v2
m1v1′2＋m2v2′2
v m
v1/m1＋v2/m2 v1′/m1＋v2′/m2
1 1 2 则 mAvA＞ (mA＋mB)v2 AB，说明碰撞过程中总动能减少了． 2 2 碰撞前A的速度为vA＝0.825 m/s，碰撞后两车的速度之和为2vAB ＝1.16 m/s，二者不相等，说明A与B碰撞时传递给B的不是速 度．
实验器材 方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块 ( 两个 )、 弹簧片、 细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥． 方案二：带细线的摆球 ( 两套 )、铁架台、天平、量角 器、坐标纸、胶布等． 方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车 ( 两 个)、天平、撞针、橡皮泥．
实验步骤 不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安 排，参考步骤如下： (1)用天平测相关质量． (2)安装实验装置． (3)使物体发生碰撞． (4)测量或读出相关物理量，计算有关速度． (5)改变碰撞条件，重复步骤3、4. (6) 进行数据处理，通过分析比较，找出碰撞中的守 恒量． (7)整理器材，结束实验．
第一章 动量守恒定律(单元解读)高二物理(人教版2019选择性必修第一册)
教学策略
2.运用科学推理方法得出动量定理和动量守恒定律 动量守恒定律的普适性，为学生深层次认识自然界的和谐与统一提供 了很好的例证。同时，它也为解决力学问题开辟了新的途径。教材通过 例题，展示了应用动量守恒定律解决碰撞问题的优势所在。 通过对动量及其守恒定律的学习，学生可以认识到，任何科学概念的 形成、规律的建立都不会是简单拼凑得出的，都需要经历严格的科学归 纳、推理和论证等过程。
教学策略
3.突出科学探究能力的培养 本章虽然没有冠以“探究”字样的探究性实验，但是科学探究的思想 渗透于整章之中。下面框图展示的设计思路可以反映教材是如何引导学 生经历科学深究过程、完成动量守恒定律学习的。
提出关于碰撞 的问题（宏观、
微观）
基于观察和碰撞实验， 引入动量的概念，经 理论推导得到动量定
弹性碰撞
(1)了解弹性碰撞和非弹性碰撞。 (2)会分析具体实例中的碰撞特点及类型。 (3)会用动量、能量的观点解决生产生活中与一维碰撞相关的实际问题。
第6节 反冲现象 火箭
(1)通过实验认识反冲运动，能举出反冲运动的实例，知道火箭的发射 是反冲现象。
(2)能结合动量守恒定律对常见的反冲现象作出解释。 (3)了解我国航天事业的巨大成就，增强对我国科学技术发展的自信。
内容分析
第1节 --证据收集---数据分析—得出结论”的科学探究过程，逐步达到对不变 量的正确认识。教材的这一编写思想体现了科学探究的基本方法与严 谨求真的科学态度。教学时要引导学生充分经历和体验这一探究过程。
教材的主要意图在于体现寻求守恒量是科学研究的一条路径，沿着 这一路径，定义动量概，念就是水到渠成的。学生在学习初中和高中 物理时，已经了解了动能、速度、质量等相关概念和质量守恒、电荷 守恒、机械能守恒等相关规律，这为学生寻求碰撞中的不变量提供了 扎实的基础。
人教版高中物理选择性必修1第1章第1节实验探究碰撞中的不变量动量教学设计
人教版高中物理选择性必修1第1章第1节实验：探究碰撞中的不变量—动量教学设计讲授新课一、寻求实验中的不变量思考：碰撞有什么特点呢？碰撞的特点:1、相互作用时间极短；2、相互作用力极大，即内力远大于外力；3、速度都发生变化．思考讨论：(1)用两根长度相同的线绳,分别悬挂两个完全相同的钢球A、B,且两球并排放置，拉起A球，然后放开，球与静止的B球发生碰撞。
可以看到,碰撞后A球停止运动而静止, B球开始运动，最终摆到和A球拉起时同样的高度。
(2)将上面的A球换成大小相同的C球，使C 球的质量大于B球，拉起C球至某一高度后释放，撞击静止的B球。
可以看到，碰撞后B球获得较大的速度，摆起的最大高度大于C球被拉起时的高度。
为什么会发生这样的现象呢?思考总结碰撞的特点。
结合实验现象，总结实验规律，提出实验猜想。
提高学生思考观察的能力。
采用问题的方式，增加学生对实验的思考深度。
实验如图,两辆小车都放在滑轨上，用一辆运动的小车碰撞一辆静 止的小车，碰撞后两辆小车粘在一起运动。
小车的速度用滑轨上的光电计时器测量。
下表中的数据是某次实验时采集的。
其中, m1是运动小车的质量, m2是静止小车的质量; v 是运动小车碰撞前的速度，v' 是碰撞后两辆小车的共同速度。
思考讨论：①计算比较碰撞前后两辆小车动能之后是否变化;②计算比较碰撞前后两辆小阵质量与速度的乘积之和是否变化。
结论：11221122m m m 'm '+=+v v v v在碰撞前后系统各部分的“mv ”（矢量，要考虑方向）的总和是一个定值，我们给“mv ”一个名称叫动量P 。
二、动量1. 定义：在物理学中，把物体的质量 m 和速度 ʋ的乘积叫做物体的动量 p ，用公式表示为p = m ʋ2. 单位：结合思考问题，梳理实验方法和步骤。
回顾梳理学习过的测量速度的方法。
总结测速方法，提高学生的知识归纳总结能力。
学生动手实验，提高学生的实验操作能力。
第一章 船舶碰撞
五、拖带情况（tug and tow）
6）根据上述原则，看拖船船队与第三船碰撞的各种情况 第三船与拖船碰，过错在拖船的，拖船负责 第三船与被拖船碰，过错在被拖船的，被拖船负责 如被拖船与第三船碰，而拖船/被拖船和第三船互有过失的，法院 不必在拖船与被拖船之间划分比例，按共同侵权处理，负连带责任
六、责任限制与赔偿
第二节 过失与责任 第二节 过失与责任
一、引起碰撞的过失
1. 船舶缺陷
如舵机失灵、缆绳断裂等（注意是否构成潜在缺陷）
2. 驾驶或管理船舶过失
通常是指船员未能实施其应掌握的技术、应具备的谨慎和勇气，不履 行运用良好船艺的义务
3. 常见过失
1）疏于了望（failure to maintain a proper look out） 2）没有减速（failure to slacken speed in dangerous situation）
二、有关碰撞的法律
1. 国际公约
1）统一船舶碰撞某些法律规定的国际公约（1910年碰撞公约） International Convention for the Unification of Certain Rules of Law Relating to Collision Between Vessels 1910年9月23日订立于布鲁塞尔，1913年3月日生效 生效条件：签字后一年内决定 87个国家和地区批准（至2010年12月） 中国没有加入
三、法定的过失与责任
1. 无过失的，各方自己承担损失 2. 单方过失，过失方承担责任 3. 引水员过失，应视同船长过错
三、法定的过失与责任
4. 互有过失
1）按过失大小确定责任 无法确定过失大小的，平均承担责任 2）如何确定过失大小 是否违反避碰规则 谁造成了碰撞的紧迫局面 （close quarters situation，agony of the moment） 碰撞后的措施（碰撞前一刹那采取的措施并不重要）
人教版物理高中选择性必修1第一章第1节 动量PPT教学课件
第1讲 描述运动的基本概念
第一章 动量守恒定律
(1)若mA=mB,碰后A球静止,B球偏角β=α,这说明A、B两球碰撞后交换了速度; (2)若mA>mB,碰后A、B两球都向右摆动; (3)若mA<mB,碰后A球反弹,B球向右摆动。 结论:以上现象说明A、B两球碰撞后,速度发生了变化,当A、B两球的质量关系不同时,速度
第一章 动量守恒定律
(2)利用三角形定则求Δp。
第1讲 描述运动的基本概念
第一章 动量守恒定律
解析
小球刚落到斜面上时,设其速度方向与水平方向的夹角为α,则有tan
α=
vy v0
=2
tan
θ=
3 2
,
解得vy=3 m/s
小球刚落到斜面上时的速度v=
v02 vy2 =
13 m/s,小球的动量p=mv= 13
10
kg·m/s,方向与速度
方向一致,即斜向左下方,与水平方向的夹角为α,且tan α= 3 。
2
(2)小球的动量的变化量Δp=mvy=0.3 kg·m/s,方向竖直向下。
答案
(1) 13
10
kg·m/s,方向斜向左下方,与水平kg·m/s,方向竖直向下
变化的情况也不同。
3.寻求碰撞中的不变量的几个关键点
(1)在一维碰撞的情况下,与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度,因此需测量
物体的质量和速度。
(2)规定某一速度方向为正方向,如果速度方向与规定的正方向一致,取正值,相反则取负值。
(3)光电门测速:利用公式v=
x t
,式中Δx为挡光片的宽度,Δt为遮光时间。还可借助打点计时
第1讲 描述运动的基本概念
第一章 动量守恒定律
第一节物体的碰撞学案
第一节 物体的碰撞【基础知识】一.弹性碰撞和非弹性碰撞1、 碰撞:碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极___的时间内它们的___________发生显著变化的过程。
2、碰撞的分类:（1）弹性碰撞在弹性力作用下，碰撞过程只产生机械能的转移，系统内无机械能的损失的碰撞，称为弹性碰撞。
（2）非弹性碰撞① 非弹性碰撞：受非弹性力作用，使部分______能转化为__________的能的碰撞称为非弹性碰撞。
②完全非弹性碰撞：是非弹性磁撞的特例，这种碰撞的特点是碰后粘在—起(或碰后具有共同的速度)，其动能损失最____。
二.弹性碰撞模型弹性碰撞是碰撞过程无机械能损失的碰撞，遵循的规律是动量守恒和系统机械能守恒。
确切的说是碰撞前后动量守恒，动能不变。
在题目中常见的弹性球、光滑的钢球及分子、原子等微观粒子的碰撞都是弹性碰撞。
已知A 、B 两个钢性小球质量分别是m 1、m 2，小球B 静止在光滑水平面上，A 以初速度v 0与小球B 发生弹性碰撞，求碰撞后小球A 的速度v 1，物体B 的速度v 2大小和方向解析：取小球A 初速度v 0的方向为正方向，因发生的是弹性碰撞，碰撞前后动量守恒、动能不变有：m 1v 0= m 1v 1+ m 2v 2 ① 222211*********v m v m v m += ② 由①②两式得：210211)(m m v m m v +-= ， 210122m m v m v +=结论：（1）当m 1=m 2时，v 1=0，v 2=v 0，显然碰撞后A 静止，B 以A 的初速度运动，两球速度交换，并且A 的动能完全传递给B ，因此m 1=m 2也是动能传递最大的条件；（2）当m 1＞m 2时，v 1＞0，即A 、B 同方向运动，因2121)(m m m m +- ＜2112m m m +，所以速度大小v 1＜v 2，即两球不会发生第二次碰撞；若m 1>>m 2时，v 1= v 0，v 2=2v 0 即当质量很大的物体A 碰撞质量很小的物体B 时，物体A 的速度几乎不变，物体B 以2倍于物体A 的速度向前运动。
高中物理教科版选修3-5教学案：第一章 第1节 碰撞 Word版含答案
第1节碰__撞( 对应学生用书页码P1 )一、碰撞现象1、碰撞做相对运动的两个( 或几个)物体相遇而发生相互作用，运动状态发生改变的过程。
2、碰撞特点( 1 )时间特点:在碰撞过程中，相互作用时间很短。
( 2 )相互作用力特点:在碰撞过程中，相互作用力远远大于外力。
( 3 )位移特点:在碰撞过程中，物体发生速度突变时，位移极小，可认为物体在碰撞前后仍在同一位置。
试列举几种常见的碰撞过程。
提示:棒球运动中，击球过程；子弹射中靶子的过程；重物坠地过程等。
二、用气垫导轨探究碰撞中动能的变化1、实验器材气垫导轨，数字计时器、滑块和光电门，挡光条和弹簧片等。
2、探究过程( 1 )滑块质量的测量仪器:天平。
( 2 )滑块速度的测量仪器:挡光条及光电门。
( 3 )数据记录及分析，碰撞前、后动能的计算。
三、碰撞的分类1、按碰撞过程中机械能是否损失分为:( 1 )弹性碰撞:碰撞过程中动能不变，即碰撞前后系统的总动能相等，E k1＋E k2＝E k1′＋E k2′。
( 2 )非弹性碰撞:碰撞过程中有动能损失，即动能不守恒，碰撞后系统的总动能小于碰撞前系统的总动能。
E k1′＋E k2′＜E k1＋E k2。
( 3 )完全非弹性碰撞:碰撞后两物体黏合在一起，具有相同的速度，这种碰撞动能损失最大。
2、按碰撞前后，物体的运动方向是否沿同一条直线可分为: ( 1 )对心碰撞( 正碰 ):碰撞前后，物体的运动方向沿同一条直线。
( 2 )非对心碰撞( 斜碰 ):碰撞前后，物体的运动方向不在同一直线上。
( 高中阶段只研究正碰 )。
( 对应学生用书页码P1 )探究一维碰撞中的不变量1.探究方案方案一:利用气垫导轨实现一维碰撞 ( 1 )质量的测量:用天平测量。
( 2 )速度的测量:v ＝Δx Δt ，式中Δx 为滑块( 挡光片 )的宽度，Δt 为数字计时器显示的滑块( 挡光片 )经过光电门的时间。
( 3 )各种碰撞情景的实现:利用弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥设计各种类型的碰撞，利用滑块上加重物的方法改变碰撞物体的质量。
2019-2020学年粤教版物理选修3-5新素养学案：第一章第一节物体的碰撞Word版含答案
2019-2020学年粤教版物理选修3-5新素养学案：第⼀章第⼀节物体的碰撞Word版含答案第⼀节物体的碰撞1.知道历史上对碰撞问题的研究和⽣活中的各种碰撞现象．2.理解碰撞的特点，明确正碰和斜碰的含义．3．理解弹性碰撞、⾮弹性碰撞和完全⾮弹性碰撞的含义．⼀、历史上对碰撞问题的研究1．最早发表有关碰撞问题研究成果的是物理学教授马尔西．2．近代，由于加速器技术和探测技术的发展，通过⾼能粒⼦的碰撞，实验物理学家相继发现了许多新粒⼦．⼆、⽣活中的各种碰撞现象物体间碰撞的形式多种多样．若两个⼩球的碰撞，作⽤前后沿同⼀直线运动，这样的碰撞称为正碰；若两个⼩球的碰撞，作⽤前后不沿同⼀直线运动，则称为斜碰．三、弹性碰撞和⾮弹性碰撞1．弹性碰撞：任何两个⼩球碰撞时都会发⽣形变，若两个⼩球碰撞后形变能完全恢复，则没有能量损失，碰撞前后两个⼩球构成的系统的动能相等，我们称这种碰撞为弹性碰撞．2．⾮弹性碰撞：若两个球碰撞后它们的形变不能完全恢复原状，这时将有⼀部分动能最终会转变为其他形式的能(如热能)，碰撞前后系统的动能不再相等，我们称这种碰撞为⾮弹性碰撞．⾃然界中，多数的碰撞实际上都属于⾮弹性碰撞．3．完全⾮弹性碰撞：如果碰撞后完全不反弹，⽐如湿纸或⼀滴油灰，落地后完全粘在地上，这种碰撞则是完全⾮弹性碰撞．碰撞是如何分类的？提⽰：按碰撞过程中机械能是否损失，可分为弹性碰撞和⾮弹性碰撞；按碰撞前后，物体的速度⽅向是否沿同⼀直线可将碰撞分为正碰和斜碰．探究碰撞的特点及形式1．碰撞的特点(1)相互作⽤⼒为变⼒，作⽤时间短，作⽤⼒很⼤，且远远⼤于系统所受的外⼒．(2)根据能的转化和守恒可知：在碰撞过程中，系统的总动能是不可能增加的．(3)由于碰撞作⽤时间很短，因此作⽤过程中物体的位移很⼩，⼀般可忽略不计，可以认为物体在相互作⽤前的瞬间位置以新的速度开始运动．2．碰撞的形式(1)正碰：两物体碰撞前的相对速度沿着连⼼线⽅向，即碰撞前后两物体的速度⽅向在同⼀条直线上．(2)斜碰：两物体碰撞前的相对速度不在连⼼线上，即碰撞前后两物体的速度⽅向不在同⼀条直线上．3．弹性碰撞和⾮弹性碰撞(1)弹性碰撞：如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞．弹性碰撞过程⼀般可分为两个阶段，即压缩阶段和恢复阶段．弹性碰撞两物体的动能之和完全没有损失，可表⽰为： 12m 1v 210＋12m 2v 220＝12m 1v 21＋12m 2v 22. (2)⾮弹性碰撞：如果碰撞过程中机械能不守恒．这样的碰撞叫做⾮弹性碰撞．⾮弹性碰撞两物体的动能之和减⼩，⼀部分动能最终会转变为热能．可表⽰为12m 1v 210＋12m 2v 220>12m 1v 21＋12m 2v 22.如果碰后两物体结合在⼀起，以相同的速度运动，这样的碰撞叫做完全⾮弹性碰撞，可表⽰为12m 1v 210＋12m 2v 220>12(m 1＋m 2)v 2，这样的碰撞是系统动能损失最多的⼀种碰撞． (多选)两物体碰撞后速度⼤⼩相等，⽅向相反，则两物体的碰撞可能属于( )A ．完全⾮弹性碰撞B ．弹性碰撞C ．⾮弹性碰撞D ．都有可能[思路点拨] 碰撞结束后形变的恢复情况对应着不同的能量转化关系，决定着碰撞的类型．[解析] 碰撞后两物体虽然速度⼤⼩相等，但⽅向相反，所以肯定不是完全⾮弹性碰撞，由于不明确碰撞前后的能量关系，则两物体的碰撞可能是⾮弹性碰撞，也可能是弹性碰撞．[答案] BC在光滑⽔平⾯上有三个完全相同的⼩球，它们排成⼀条直线，2、3⼩球静⽌并靠在⼀起，1球以速度v 0射向它们，如图所⽰．设碰撞中不损失机械能，则碰后三个⼩球的速度可能是( )A ．v 1＝v 2＝v 3＝13v 0B ．v 1＝0，v 2＝v 3＝12v 0 C ．v 1＝0，v 2＝v 3＝12v 0 D ．v 1＝v 2＝0，v 3＝v 0解析：选D.由弹性碰撞的规律可知，当两球质量相等时，碰撞时两球交换速度．先球1与球2碰，再球2与球3碰，故选D.对碰撞的理解碰撞是物体间常见的⼀种相互作⽤形式，碰撞过程中由于可能有机械能转化为其他形式的能(如转化为系统的内能)，所以碰后系统的机械能不⼤于碰前系统的机械能，这是碰撞所必须遵循的规律，根据能量关系可知：(1)当两物体碰后分开运动时，机械能可能损失(⾮弹性碰撞)，也可能不损失(弹性碰撞)．(2)当碰后两物体以相同速度⼀起运动时，能量必然有损失，且系统机械能损失最⼤，为完全⾮弹性碰撞．钢球A 以⼀定的速度沿光滑⽔平⾯向静⽌于前⾯的另⼀相同⼤⼩的钢球B 运动，下列对两球相互作⽤过程说法正确的是( )A ．两球相互作⽤的过程始终没有动能的损失B ．钢球A 减速运动时，系统动能不变C ．两球速度相等的瞬间，系统动能最⼩D ．两球速度相等的瞬间，系统动能不变[思路点拨] 两球相互作⽤过程中，存在动能和弹性势能的相互转化，且两球速度相等的瞬间，动能的减少量最⼤．[解析] 两球相互作⽤过程中由于存在相互作⽤的弹⼒，两球均发⽣形变，有弹性势能，系统动能有损失，两球速度相等瞬间，系统动能损失最⼤，弹性势能最⼤．[答案] C【通关练习】1．(多选)两个物体发⽣碰撞( )A ．碰撞中⼀定产⽣了内能B ．碰撞过程中，组成系统的动能可能不变C ．碰撞过程中，系统的总动能不可能增⼤D ．碰撞过程中，系统的总动能可能减⼩解析：选BCD.若两物体发⽣弹性碰撞，系统的总动能不变；若发⽣的是⾮弹性碰撞，系统的总动能会减⼩，但⽆论如何，总动能不会增加．所以正确选项为B 、C 、D.2.(多选)如图所⽰，B 物体与弹簧相连接，放在光滑⽔平⾯上，现给物体A ⼀个向右的初速度，则A 、B 相对运动过程中，下列说法不正确的是( )A．当弹簧压缩量最⼤时，两物体有相同的速度B．当弹簧压缩量最⼤时，A物体速度⼤于B物体速度C．当弹簧再次恢复原长时，此过程可视为弹性碰撞D．在任何时候，两物体相互作⽤过程均可视为弹性碰撞解析：选BD.当弹簧压缩量最⼤时，弹簧有最⼤的弹性势能，即A、B系统损失的机械能最⼤，此过程可视为完全⾮弹性碰撞；当弹簧再次恢复原长时，⽆弹性势能，A、B系统机械能⽆损失，此过程可视为弹性碰撞；当弹簧处于压缩状态时，有弹性势能，A、B系统机械能有损失，此过程可视为⾮弹性碰撞．(1)在理想情况下，物体碰撞后，物体间的形变能够恢复，且在碰撞过程中不发热、不发声，没有动能损失，这种碰撞称为弹性碰撞．真正的弹性碰撞只在分⼦、原⼦以及更⼩的微粒之间才会出现，⽣活中，硬质⽊球或钢球发⽣碰撞时，动能的损失很⼩，可以忽略不计，通常也将它们的碰撞看成弹性碰撞．(2)弹性碰撞中，相互作⽤的两物体间的形变在碰撞结束后能够完全恢复，且在碰撞过程中没有转化为其他形式的能量．(3)能量关系是碰撞现象必须遵循的规律之⼀，即碰撞后系统的总动能不能⼤于碰撞前系统的总动能，这也是我们判断碰撞现象是否符合实际的依据．对于弹性碰撞，碰撞后系统动能和碰撞前系统动能相等，这是弹性碰撞所遵循的能量关系，也是我们判断碰撞形式的基本依据．(4)弹簧处于不同状态时，对应的碰撞类型不同，当弹簧有形变量时，为⾮弹性碰撞；当弹簧形变量再次为零时，此过程为弹性碰撞．[随堂检测]1．(多选)下列说法正确的是()A．⼈类很早就开始了对碰撞的研究，为动量守恒定律的得出奠定了基础B．⼈类对碰撞的研究始于发现了动量守恒定律之后C．碰撞是⼀种常见的相互作⽤形式D．碰撞发⽣后，两物体⼀定在同⼀直线上运动解析：选AC.⼈类早在17世纪中叶就对碰撞现象开始了研究，碰撞现象是物体间的直接相互作⽤．2．(多选)碰撞现象的主要特点有()A．物体相互作⽤时间短B．物体相互作⽤⼒为恒⼒C．物体相互作⽤⼒为变⼒D．物体间相互作⽤⼒远⼤于外⼒解析：选ACD.碰撞过程发⽣的作⽤时间很短，作⽤⼒是变⼒且很⼤，远⼤于物体受到的外⼒，与物体作⽤前及作⽤后的速度⼤⼩⽆关．3．(多选)对于碰撞现象，下列说法正确的是()A．碰撞前后，两物体的速度⽅向必须共线B．碰撞前后，两物体的速度⽅向可以不共线C．碰撞时的相互作⽤时间⼀般很短D．碰撞时的相互作⽤时间⼀般很长解析：选BC.两物体发⽣正碰时，碰撞前后速度共线，当两物体发⽣斜碰时，碰撞前后速度可以不共线，碰撞的特点之⼀是相互作⽤时间短．4．(多选)在教材“实验与探究”中的实验中，下列说法正确的是()A．悬挂两球的细绳长度要适当，且等长B．由静⽌释放⼩球以便较准确计算⼩球碰前的速度C．两⼩球必须都是刚性球，且质量相同D．两⼩球碰后可以合在⼀起共同运动解析：选ABD.两绳等长能保证两球正碰，以减⼩实验误差，所以选项A正确．由于计算碰撞前速度时速度为零便于观察和操作，所以选项B正确．本实验对⼩球的性能⽆要求，选项C错误．两球正碰后，有各种运动情况，所以选项D正确．5.如图所⽰，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．解析：碰后对B 球由机械能守恒可知mgh ＝12m v 22，则v 2＝2gh . 对A 球：3h ＝12gt 2，v 1t ＝3h ，解得v 1＝ 32gh . 碰前对B 球根据机械能守恒定律可得mg ×3h ＝12×m v 20，解得v 0＝6gh . 则碰撞过程中动能的损失为ΔE k ＝12m v 20－12m v 22－12×2m v 21＝12mgh 所以两球的碰撞为⾮弹性碰撞．答案： 32gh 2gh ⾮弹性碰撞[课时作业]⼀、单项选择题1．下列关于碰撞的理解正确的是( )A ．碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短时间内它们的运动状态发⽣了显著变化的过程B ．在碰撞现象中，⼀般内⼒都远⼤于外⼒，所以可以认为碰撞时系统的动能守恒C ．如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做⾮弹性碰撞D ．微观粒⼦的相互作⽤由于不发⽣直接接触，所以不能称其为碰撞解析：选A.碰撞是⼗分普遍的现象，它是相对运动的物体相遇时发⽣的⼀种现象．⼀般内⼒远⼤于外⼒. 如果碰撞中机械能守恒，就叫做弹性碰撞．微观粒⼦的相互作⽤同样具有短时间内发⽣强⼤内⼒作⽤的特点，所以仍然是碰撞．2．下列属于弹性碰撞的是( )A ．钢球A 与钢球BB ．钢球A 与橡⽪泥球BC ．橡⽪泥球A 与橡⽪泥球BD ．⽊球A 与钢球B解析：选A.钢球A 与钢球B 发⽣碰撞，形变能够完全恢复，属于弹性碰撞，A 对；钢球A与橡⽪泥球B、橡⽪泥球A与橡⽪泥球B碰撞，形变不能恢复，即碰后粘在⼀起，是完全⾮弹性碰撞，B、C错；⽊球A与钢球B碰撞，形变不能够完全恢复，属于⾮弹性碰撞，D错．3．下列说法正确的是()A．两⼩球正碰就是从正⾯碰撞B．两⼩球斜碰就是从侧⾯碰撞C．两⼩球正碰就是对⼼碰撞D．以上说法都不对解析：选C.两⼩球碰撞时的速度沿着球⼼连线⽅向，称为正碰，即对⼼碰撞；两⼩球碰前的相对速度不在球⼼连线上，称为斜碰，即⾮对⼼碰撞．4．两物体发⽣碰撞后分开，各⾃以不同的速度运动，则下列说法正确的是()A．此碰撞过程⼀定⽆机械能的损失B．此碰撞过程可能⽆机械能的损失C．此碰撞过程⼀定有机械能的损失D．以上说法都不对解析：选B.两物体发⽣碰撞后分开，各⾃以不同速度运动，则两物体的碰撞必定属于弹性碰撞或⾮弹性碰撞，所以可能有机械能的损失，也可能没有机械能的损失．5．⼀物体以某⼀初速度冲上静⽌于光滑⽔平⾯的光滑斜⾯，则下列说法正确的是() A．在冲上斜⾯过程，物体与斜⾯的动能之和恒定B．在冲上斜⾯过程，物体与斜⾯的机械能之和恒定C．物体返回过程，物体与斜⾯的动能之和恒定、物体与斜⾯的机械能之和恒定D．物体返回到原出发点时，物体动能与初始时相等解析：选B.物体冲上斜⾯过程，只有重⼒和物体与斜⾯间的弹⼒做功，物体与斜⾯组成系统的机械能守恒，但物体与斜⾯的动能减⼩，转化为物体重⼒势能的增量；同理，在返回过程中，系统机械能守恒，动能增⼤，返回到原出发点时，物体与斜⾯系统的动能与初态时物体的动能相等，但物体的动能⼩于其初态时的动能．6．如图所⽰，P物体与⼀个连着弹簧的Q物体正碰，碰后P物体静⽌，Q物体以P物体碰前速度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解析：选B.P物体压缩弹簧，使P做减速运动⽽Q做加速运动，只要P物体的速度⼤于Q物体的速度，弹簧会被继续压缩．两者速度相同时，弹簧被压缩⾄最短，然后P继续减速⾄零，Q加速到v，所以选项B正确，选项A、C、D错误．⼆、多项选择题7．在公路上甲、⼄两车相撞，发⽣了⼀起车祸，甲车司机的前胸受伤，⼄车司机的后背受伤，则这起车祸可能出现的情况是() A．两车同向运动，甲车在前，⼄车在后，⼄车撞上甲车B．两车同向运动，⼄车在前，甲车在后，甲车撞上⼄车C．⼄车司机在前倒车，甲车在⼄车的后⾯向⼄车运动，撞上了⼄车D．两车相向运动，来不及刹车，互相撞上了解析：选BC.甲司机胸前受伤，说明车突然受到向后的⼒，车速突然减⼩；⼄司机后背受伤，说明⼄车速度突然增⼤，受到向前的⼒，即甲车从后⾯碰上⼄车．8.如图所⽰，两个⼩球A、B发⽣碰撞，在满⾜下列条件时能够发⽣正碰的是()A．⼩球A静⽌，另⼀个⼩球B经过A球时刚好能擦到A球的边缘B．⼩球A静⽌，另⼀个⼩球B沿着AB两球球⼼连线去碰A球C．相碰时，相互作⽤⼒的⽅向沿着球⼼连线D．相碰时，相互作⽤⼒的⽅向与两球相碰之前的速度⽅向都在同⼀条直线上解析：选BD.根据⽜顿运动定律，如果⼒的⽅向与速度⽅向在同⼀条直线上，这个⼒只改变速度的⼤⼩，不能改变速度的⽅向；如果⼒的⽅向与速度的⽅向不在同⼀直线上，则速度的⽅向⼀定发⽣变化，所以B、D项正确；A项不能发⽣正碰；在任何情况下相碰两球的作⽤⼒⽅向都沿着球⼼连线，因此满⾜C项条件不⼀定能发⽣正碰．故正确答案为B、D.9．质量为m的⼩球从静⽌于光滑⽔平⾯上的光滑圆弧某处以初速度v上滑，当⼩球滚下到原位置时，下列说法正确的是() A．此时⼩球的速度仍为vB．此过程⼩球和圆弧的总动能保持不变C．此过程可等效为⼀个弹性碰撞过程D．⽆法确定解析：选BC.⼩球再次回到原位置时，整个过程系统⽆机械能损失，类似于弹性碰撞，但⼩球的动能减⼩．10．如图甲所⽰，在光滑⽔平⾯上的两个⼩球发⽣正碰，⼩球的质量分别为m1和m2.图⼄为它们碰撞前后的s －t 图线．已知m 1＝0.1 kg ，m 2＝0.3 kg ，由此可以判断( )A ．碰前m 2静⽌，m 1向右运动B ．碰后m 2和m 1都向右运动C ．碰撞过程中系统机械能守恒D ．碰撞过程中系统损失了0.4 J 的机械能解析：选AC.由⼄图可以看出，碰前m 1位移随时间均匀增加，m 2位移不变，可知m 2静⽌，m 1向右运动，故A 是正确的；碰后⼀个位移增⼤，⼀个位移减⼩，说明运动⽅向不⼀致，即B 是错误的；由⼄图可以计算出碰前m 1的速度v 1＝4 m/s ，碰后速度v 1′＝－2 m/s ，碰前m 2的速度v 2＝0，碰后速度v 2′＝2 m/s ，⼜m 1＝0.1 kg ，m 2＝0.3 kg ，所以碰撞过程中系统损失的机械能ΔE k ＝12m 1v 21－12m 1v 1′2－12m 2v 2′2＝0，因此C 是正确的，D 是错误的．三、⾮选择题11．质量为1 kg 的A 球以3 m/s 的速度与质量为2 kg 的B 球发⽣碰撞，碰后两球以1 m/s 的速度⼀起运动．则两球的碰撞属于________碰撞，碰撞过程中损失了________J 动能．解析：由于两球碰后速度相同，没有分离，因此两球的碰撞属于完全⾮弹性碰撞，在碰撞过程中损失的动能为ΔE k ＝12m A v 20－12(m A ＋m B )v 2 ＝12×1×32－12×3×12 J ＝3 J. 答案：完全⾮弹性 312.⼩球A 、B 的质量均为m ，A 球⽤轻绳吊起，B 球静⽌放于⽔平地⾯上．现将⼩球A 拉起h ⾼度由静⽌释放，如图所⽰．⼩球A 摆到最低点与B 球发⽣对⼼碰撞后粘在⼀起共同上摆．不计两⼩球相互碰撞所⽤时间，忽略空⽓阻⼒作⽤，碰后两⼩球上升的最⼤⾼度为h 4，则在两⼩球碰撞过程中，两⼩球的内能⼀共增加了多少？解析：两球发⽣完全⾮弹性碰撞，动能损失转化为内能．碰撞之前的动能等于A 球原来的重⼒势能mgh ，碰撞之后系统的动能等于A 、B 共同的动能即上升到最⼤⾼度处的重⼒势能2×mgh 4＝mgh 2，所以系统损失的动能为mgh －mgh 2＝mgh 2.由能量守恒定律知系统损失的动能等于碰撞中两⼩球的内能增量，即两⼩球的内能⼀共增加了mgh 2. 答案：mgh 2。
1.1 动量 教案—2020-2021学年【新教材】人教版(2019)高中物理选择性必修第一册
教案上课时间：年月日题课选择性必修一第一章第一节：动量课型新课时 1教学目标1.了解生产生活中的各种碰撞现象。
2.经历寻求碰撞中不变量的过程，体会探究过程中猜想、推理和证据的重要性.3.知道动量概念及其单位，会计算动量的变化量。
4.认识动量是描述物体运动状态的物理量，深化运动与相互作用的观念。
学习重点动量概念学习难点体会探究过程，认识动量是描述物体运动状态的物理量教学过程教学环节（含备注）教学内容引入新课进行新课观察与探究一.引入新课演示两摆球相撞实验，被碰小球B为什么会摆到与小球A开始释放的高度？二.进行新课（一）寻求碰撞中的不变量1.明确概念：碰撞前是指即将发生碰撞的那一时刻，碰撞后是指碰撞刚结束的那一时刻。
2.实验与猜想（1）定性实验猜想将单摆A拉开某一个角度后释放，在最低点与B相碰，以下实验中开始将A拉开的角度均一样大。
第1次实验：m A =m B，碰后A静止，B向右运动；第2次实验：m A ＞m B，碰后A、B均向右运动；第3次实验：m A ＜m B，碰后A向左运动，B向右运动。
通过讨论与猜想：A、B的速度大小或方向发生了变化，这种变化与质量有关（2）定量实验与探究按教材第3页提供的数据，列表计算比较次数m1v (m1+m2)v′m1v2/2 (m1+m2)(v′)2/21 0.326 0.325 0.102 0.0492 0.340 0.329 0.112 0.0363 0.411 0.397 0.117 0.064结论：碰撞前后总动能不相等，而碰撞前后质量与速度的乘积之和不变。
（二）动量讲解课后作业1.定义：物体的质量与速度的乘积mv定义为物体的动量。
用字母p表示p=mv. 单位：kg·m/s读作“千克米每秒”。
理解要点：（1）状态量：动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息，反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态，具有瞬时性。
（2）相对性：这是由于速度与参考系的选择有关，通常以地球（即地面）为参考系。
第1节 碰撞
第1节碰撞学习目标核心提炼1.知道什么是碰撞，会通过实验探究碰撞前后动能的变化。
3个概念——弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞1个实验——探究碰撞前后动能的变化2.掌握弹性碰撞和非弹性碰撞。
一、碰撞现象1.碰撞的定义做相对运动的两个(或几个)物体相遇而发生相互作用，在很短的时间内，它们的运动状态会发生显著变化，这一过程叫做碰撞。
2.实例：击球、子弹中靶、重物坠地等。
二、探究碰撞前后物体动能的变化1.实验装置：气垫导轨、数字计时器、导轨上附有滑块和光电门，滑块上装有挡光条和弹簧片，如图1所示。
图12.探究过程(1)先用天平分别测出带弹簧片的滑块1、滑块2的质量m1、m2，然后用手推动滑块1使其获得初速度v1，与静止的滑块2相碰(相碰时，两弹簧片要正对)，测定碰撞前、后两滑块的速度大小，算出相关数据，填入表中。
(2)再换用不带弹簧片的两滑块按照上面的步骤进行实验，并读取实验数据，填入表中。
(3)将滑块上的弹簧片换成橡皮泥，用天平分别测出滑块1、滑块2的质量；使有橡皮泥的两端正对，让滑块1与滑块2相碰，测算出相关数据，并填入表中。
三、碰撞的分类1.弹性碰撞：碰撞前后两滑块的总动能不变。
2.非弹性碰撞：碰撞后两滑块的总动能减少了。
3.完全非弹性碰撞：两物体碰后粘在一起，以相同的速度运动。
思考判断(1)两物体碰撞，它们的速度将发生变化。
()(2)在做探究碰撞中动能如何变化的实验中，气垫导轨应水平放置。
()(3)任何碰撞的两物体，碰撞后总动能一定减小。
()(4)完全非弹性碰撞中动能的减少最多。
()答案(1)√(2)√(3)×(4)√探究碰撞中的不变量和动能的变化[要点归纳]实验原理(1)一维碰撞两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动的碰撞。
(2)探究碰撞中的不变量和动能变化在一维碰撞的情况下，设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前的速度分别为v 1、v 2，如果速度的方向与我们规定的正方向相同取正值，相反取负值，依次探究以下关系是否成立： ①m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v 1′＋m 2v 2′②m 1v 21＋m 2v 22＝m 1v 1′2＋m 2v 2′2③v 1m 1＋v 2m 2＝v 1′m 1＋v 2′m 2④ΔE k ＝12m 1v 1′2＋12m 2v 2′2－12m 1v 21－12m 2v 22 (3)实验方案设计利用气垫导轨使两滑块发生一维碰撞。
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第1节碰__撞一、碰撞现象1．碰撞做相对运动的两个(或几个)物体相遇而发生相互作用，运动状态发生改变的过程。
2．碰撞特点(1)时间特点：在碰撞过程中，相互作用时间很短。
(2)相互作用力特点：在碰撞过程中，相互作用力远远大于外力。
(3)位移特点：在碰撞过程中，物体发生速度突变时，位移极小，可认为物体在碰撞前后仍在同一位置。
试列举几种常见的碰撞过程。
提示：棒球运动中，击球过程；子弹射中靶子的过程；重物坠地过程等。
二、用气垫导轨探究碰撞中动能的变化1．实验器材气垫导轨，数字计时器、滑块和光电门，挡光条和弹簧片等。
2．探究过程(1)滑块质量的测量仪器：天平。
(2)滑块速度的测量仪器：挡光条及光电门。
(3)数据记录及分析，碰撞前、后动能的计算。
三、碰撞的分类1．按碰撞过程中机械能是否损失分为：(1)弹性碰撞：碰撞过程中动能不变，即碰撞前后系统的总动能相等，E k1＋E k2＝E k1′＋E k2′。
(2)非弹性碰撞：碰撞过程中有动能损失，即动能不守恒，碰撞后系统的总动能小于碰撞前系统的总动能。
E k1′＋E k2′＜E k1＋E k2。
(3)完全非弹性碰撞：碰撞后两物体黏合在一起，具有相同的速度，这种碰撞动能损失最大。
2．按碰撞前后，物体的运动方向是否沿同一条直线可分为： (1)对心碰撞(正碰)：碰撞前后，物体的运动方向沿同一条直线。
(2)非对心碰撞(斜碰)：碰撞前后，物体的运动方向不在同一直线上。
(高中阶段只研究正碰)。
1.探究方案方案一：利用气垫导轨实现一维碰撞 (1)质量的测量：用天平测量。
(2)速度的测量：v ＝ΔxΔt ，式中Δx 为滑块(挡光片)的宽度，Δt 为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间。
(3)各种碰撞情景的实现：利用弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥设计各种类型的碰撞，利用滑块上加重物的方法改变碰撞物体的质量。
方案二：利用等长悬线悬挂等大小球实现一维碰撞 (1)质量的测量：用天平测量。
(2)速度的测量：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度。
(3)不同碰撞情况的实现：用贴胶布的方法增大两球碰撞时的能量损失。
方案三：利用小车在光滑桌面上碰撞另一静止小车实现一维碰撞。
(1)质量的测量：用天平测量。
(2)速度的测量：v ＝ΔxΔt，Δx 是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量。
Δt 为小车经过Δx 所用的时间，可由打点间隔算出。
2．实验器材方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。
方案二：带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。
方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥。
3．实验步骤不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下：(1)用天平测相关质量。
(2)安装实验装置。
(3)使物体发生碰撞。
(4)测量或读出相关物理量，计算有关速度。
(5)改变碰撞条件，重复步骤(3)、(4)。
(6)进行数据处理，通过分析比较，找出碰撞中的守恒量。
(7)整理器材，结束实验。
4．数据处理为了探究碰撞中的不变量，将实验中测得的物理量填入如下表格积，即m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。
1．在用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”实验时，左侧滑块质量m1＝200 g，右侧滑块质量m2＝160 g，挡光片宽度为3.00 cm，两滑块之间有一压缩的弹簧片，并用细线将两滑块连在一起，如图所示。
开始时两滑块静止，烧断细线后，两滑块分别向左、右方向运动。
挡光片通过光电门的时间分别为Δt1＝0.30 s，Δt2＝0.24 s。
则两滑块的速度分别为v1′＝________m/s，v2′＝________m/s。
烧断细线前m1v1＋m2v2＝________kg·m/s，烧断细线后m1v1′＋m2v2′＝________kg·m/s。
可得到的结论是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
解析：由平均速度公式可得：v 1′＝0.030.30 m /s ＝0.1 m/s ；v 2′＝0.030.24 m /s ＝0.125 m/s ；设向右为正方向，因烧断细线之前，两滑块均静止，故烧断细线前m 1v 1＋m 2v 2为零；烧断细线后m 1v 1′＋m 2v 2′＝0.2×(－0.1)kg·m /s ＋0.16×0.125 kg·m/s ＝0；故说明烧断细线前后m v 之和相等，即两个物体各自的质量与自己速度的乘积之和是“不变量”。
答案：0.1 0.125 0 0 两个物体各自的质量与自己的速度的乘积之和是“不变量”1.k1k2E k1＋E k2，其中，碰撞过程中，无机械能损失的碰撞为弹性碰撞。
2．弹性碰撞：若两球碰撞后形变能完全恢复，并没有能量损失，碰撞前后系统的动能相等，这类碰撞称为弹性碰撞。
3．非弹性碰撞：若两球碰后它们的形变不能完全恢复原状，一部分动能最终转化为内能，碰前碰后系统的动能不再相等，这种碰撞叫做非弹性碰撞。
如果碰撞后二者成为一个整体，系统的动能损失得最多，这种碰撞叫做完全非弹性碰撞。
2．在光滑的水平面上，动能为E 0的钢球1与静止钢球2发生碰撞，碰后球1反向运动，其动能大小记为E 1，球2的动能大小记为E 2，则必有( )A ．E 1＜E 0B ．E 1＝E 0C ．E 2＞E 0D ．E 2＝E 0解析：选A 根据碰撞前后动能关系得E 1＋E 2≤E 0，必有E 1＜E 0，E 2＜E 0。
故只有A 项对。
[例1] 点计时器、低压交流电源(频率为50 Hz)、纸带、表面光滑的长木板、带撞针的小车A 、带橡皮泥的小车B 、天平。
该同学设计的实验步骤如下：A ．用天平测出小车A 的质量为m A ＝0.4 kg ，小车B 的质量为m B ＝0.2 kg B ．更换纸带重复操作三次C ．小车A 靠近打点计时器放置，在车后固定纸带，把小车B 放在长木板中间D．把长木板平放在桌面上，在一端固定打点计时器，连接电源E．接通电源，并给小车A一定的初速度v A(1)请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来________。
(2)打点计时器打下的纸带中，比较理想的一条如图所示，根据这些数据完成表格。
(3)根据以上数据猜想碰撞前后不变量的表达式为__________________________。
[解析](1)按照先安装，后实验，最后重复的顺序，该同学正确的实验步骤为ADCEB。
(2)碰撞前后均为匀速直线运动，由纸带上的点迹分布求出速度。
碰后小车A、B合为一体，求出AB整体的共同速度。
注意打点计时器的频率为50 Hz，打点时间间隔为0.02 s，通过计算得下表。
(3)由表中数值可看出mv一行中数值相同，可猜想碰撞前后不变量的表达式为m A v A ＋m B v B＝(m A＋m B)v。
[答案] (1)ADCEB (2)见解析 (3)m A v A ＋m B v B ＝(m A ＋m B )v[例2] 后A 球以1 m/s 的速度反向弹回，B 球以2 m/s 的速度向前运动，试分析：(1)碰撞过程中损失了多少动能。
(2)两球的碰撞属于何种类型的碰撞。
[解析] (1)碰撞前物体的动能 E k A ＝12m A v A 2＝12×5×32 J ＝22.5 J碰撞后物体的动能E ′k ＝E k A ′＋E k B ′＝12m A v A ′2＋12m B v B 2＝12×5×12 J ＋12×10×22 J ＝22.5 J 。
故碰撞过程中无动能损失。
(2)由于碰撞过程中无动能损失，故两球的碰撞属于弹性碰撞。
[答案] (1)0 (2)弹性碰撞(1)物体间发生完全弹性碰撞后形变能完全恢复，碰撞系统的动能守恒；物体间发生非弹性碰撞后形变不能完全恢复，碰撞系统的动能有损失；物体间发生完全非弹性碰撞后，形变完全不能恢复，碰撞系统的动能损失最大。
(2)质量为m 的运动物体与质量为m 的静止物体发生弹性碰撞后，两物体交换速度。
1．[多选]在研究两物体的碰撞问题时，除利用气垫导轨外，还可以利用打点计时器研究，试分析下列关于用打点计时器的研究正确的是( )A ．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量B ．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起C ．先接通打点计时器电源，再释放拖动纸带的小车D ．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源解析：选BC 车的质量可以用天平测量，改变小车的质量可以加砝码，没有必要一个用钉子而另一个用橡皮泥配重，这样做的目的是为了碰撞后粘在一起有共同速度，便于测量碰后的速度，选项B正确。
打点计时器的使用原则是先接通电源，C项正确。
2．下面对于碰撞的理解，正确的是()A．运动的物体碰撞时，在极短时间内它们的运动状态发生显著变化B．在碰撞现象中，一般来说物体所受的外力作用不能忽略C．如果碰撞过程中动能不变，则这样的碰撞叫做非弹性碰撞D．根据碰撞过程中动能是否守恒，碰撞可分为正碰和斜碰解析：选A碰撞的主要特点是：相互作用时间短，作用力峰值大，因而其他外力可以忽略不计，在极短时间内物体的运动状态发生明显变化，故A对B错。
根据碰撞过程中动能是否守恒，碰撞分为弹性碰撞和非弹性碰撞，其中动能不变的碰撞称为弹性碰撞，故C、D错。
3.如图所示，P物体与一个连着弹簧的Q物体正碰，碰后P物体静止，Q物体以P物体碰前的速度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是()A．P的速度恰好为零B．P与Q具有相同的速度C．Q刚开始运动D．Q的速度等于v解析：选B弹簧被压缩到最短时，即为两物体相对静止时，此时两物体具有相同的速度，故B对。
4．[多选]在公路上甲、乙两车相撞，发生了一起车祸，甲车司机的前胸受伤，乙车司机的后背受伤，则这起车祸可能出现的情况是()A．两车同向运动，甲车在前，乙车在后，乙车撞上甲车B．两车同向运动，乙车在前，甲车在后，甲车撞上乙车C．乙车司机在前倒车，甲车在乙车的后面向乙车运动，撞上了乙车D．两车相向运动，来不及刹车，互相撞上了解析：选BC甲司机胸前受伤，说明车受到突然向后的力，车速突然减小；乙司机后背受伤，说明乙车加速度向前，受到向前的力，即甲车从后面碰上乙车。