最新碰撞导学案
《碰撞》导学案
4.(考查类弹性碰撞中的能量)如图所示,质量分别为mA和mB的滑块之
间用轻质弹簧相连,水平地面光滑。mA、mB原来静止,在瞬间给mB一很
大的冲量,使mB获得初速度v0,则在以后的运动中,弹簧的最大弹性势 能是多少?
碰撞
Th析可以看出只有在两个质量完全相等的弹珠发生一 维弹性碰撞时才能出现“定子”现象,即所谓的“交换速度”,碰后, 碰撞弹珠的速度立即为零,而被碰弹珠以碰撞弹珠原来的速度运动。 (2)生活中小球撞击墙面、弹珠撞击巨石等与“m1≪m2”情形相似;交 通事故中汽车撞击行人等与“m1≫m2”情形相似。显然,教材中的理论 分析得出的结论与实际是相符的。 知识链接:碰撞过程遵循系统动量守恒、系统的总动能不增加、速度 的合理性原则。
【解析】由题图可知,碰撞前vA=4 m/s,vB=0,碰撞后二者速度相同 ,为v=1 m/s,根据动量守恒定律可知,C正确。 【答案】C
3.(考查碰撞发生后速度的可能性)在光滑水平面上,滑块A的质量
mA=8 kg,它以vA=5 m/s的速度撞击静止的滑块B,滑块B的质量mB=2
kg,下面给出的碰撞后的速度可能的是( )。 A.vA'=3 m/s,vB'=8 m/s B.vA'=2 m/s,vB'=12 m/s C.vA'=4 m/s,vB'=4 m/s D.vA'=3 m/s,vB'=6 m/s 【解析】根据动量守恒、动能不增加、碰撞后vB'≥vA',可知A、C正 确。 【答案】AC
定律解决一些简单的与生产、生活相关的实际问题。
1.弹性碰撞和非弹性碰撞 (1)弹性碰撞 动量 碰撞过程中,碰撞前后系统①______________ 和②______________ 都守 机械能 恒,这样的碰撞称为弹性碰撞。 (2)非弹性碰撞 动量 碰撞过程中,碰撞前后系统③____________ 守恒,④____________ 不守 机械能 恒的碰撞称为非弹性碰撞。
高中物理 16.4碰撞导学案 新人教版选修35高一
高中物理 16.4碰撞导学案新人教版选修35高一学习目标:1.认识弹性碰撞与非弹性碰撞,认识对心碰撞与非对心碰撞2.了解微粒的散射3.能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题。
知道动量守恒定律的普遍意义。
教学重点用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题教学难点对各种碰撞问题的理解.学习过程一、自主学习1、动量守恒定律的条件及表达式分别是什么?2、从前两节的学习,我们已经知道了碰撞过程具有哪些特点?二、新课学习合作探究一:从前面的分析可知,碰撞过程遵从动量守恒定律,那么,碰撞过程也一定遵从能量守恒定律吗?探究思路:1、结合碰撞特点,思考应当如何判断其过程是否遵守能量守恒定律?(理顺思路即可)2、结合具体实例讨论例1 在本章第1节开始的演示中,一个钢球与另一个静止的钢球相碰,如果两个钢球的质量相等,第一个钢球停止运动,第二个钢球能摆到同样的高度,说明这个碰撞过程中没有能量损失,碰撞过程能量守恒。
你如何证明?例2 如图所示,两个物体的质量都是m,碰撞以前一个物体静止,另一个以速度v向它撞去,碰撞以后两个物体粘在一起,成为一个质量为2m的物体,以速度v’继续前进。
这个碰撞过程中能量(总动能)守恒吗?(提示:可以先根据动量守恒定律求出碰撞后的共同速度v’,也就是用v表示v’,然后分别计算碰撞前后的总动能。
)3 通过上面的分析我们可以得出的结论:自主学习:弹性碰撞:非弹性碰撞:完全非弹性碰撞:4 拓展应用举例说明生活中哪些碰撞是弹性碰撞?哪些碰撞是非弹性碰撞?熟练掌握碰撞的特点,并解决实际的物理问题,是学习动量守恒定律的基本要求.近代物理学中,经常遇到微观粒子的碰撞,微观料子碰撞时没有能量损失,所以我们重点研究弹性碰撞合作探究二:弹性碰撞前后物体的速度的变化情况?(经历从特殊到一般的探究过程)1、本章第一节开始的演示中,两个质量相等的物体的碰撞,从实验可以看出它们碰撞前后速度发生了什么变化? 若是两个质量相差悬殊的物体的碰撞呢?2、假设物体m 1以速度v 1与原来静止的物体m 2碰撞,碰撞后它们的速度分别为'1v 和'2v 。
人教版高二物理选修3-5:16.4《碰撞》导学案设计 无答案
第16.4节《碰撞》导学案班级:组名:姓名:【学习目标】1.理解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞能量特点、动量特点。
2.会应用动量、能量的观点综合解决一维碰撞问题、学会解决弹性碰撞方程。
(重点、难点)3.了解对心碰撞和非对心碰撞,了解散射,体会理论对实践的指导作用。
【使用说明与学法指导】应用动量守恒和机械能守恒解决物理问题。
【知识链接】1.动量守恒定律内容:如果一个系统________________、或者________________ 矢量和为0,这个系统________________ 保持不变。
表达式:________________________________ 或 ________________________________。
2.动量守恒条件:①系统________________、或者________________矢量和为0。
②系统受外力作用,但当系统所受的外力_________系统内力,系统的总动量近似守恒。
③系统受外力作用,所受的合外力不为零,但在某一方向上所受外力矢量和___________,则系统在该方向上动量守恒。
④系统受外力作用,但在某一方向上外力_______系统内力,系统在这一方向上动量近似守恒。
3.机械能守恒定律内容:在只有_______或_______做功的物体系统内,_______与_______可以互相转化,而总_______保持不变。
表达式:①_____________________;②____________________________。
4.机械能守恒条件:①只有_______或_______做功;②只有_______和_______互相转化。
【学习过程】知识点一、弹性碰撞和非弹性碰撞【问题1】在“碰撞球实验”中,两钢球的质量相等,A球从某一高度下落与静止的B球相碰,碰撞后A球______,B球摆起的高度与A球下落的高度______。
两球组成的系统在碰撞过程中动量_______,机械能_______。
《碰撞》导学案
16.4《碰撞》导学案【学习目标】1.认识弹性碰撞与非弹性碰撞,认识对心碰撞与非对心碰撞2.了解微粒的散射3、通过体会碰撞中动量守恒、机械能守恒与否,体会动量守恒定律、机械能守恒定律的应用。
【重点难点】用动量守恒定律和能量观点解决碰撞问题.【学习过程】一、碰撞的过程特点:二、碰撞的分类:1、从能量转化的角度分:(1)弹性碰撞:(2)非弹性碰撞:(3)完全非弹性碰撞:2、从碰撞前后物体的运动轨迹分:(1)对心碰撞:(2)非对心碰撞:三、碰撞遵循的规律:(1)(2)(3)例1:两个小球A、B在光滑的水平面上相向运动,已知它们的质量分别为m A=4㎏,m B=2㎏,A 的速度v A=3m/s(设为正),B的速度v B=-3m/s,则他们发生正碰后,速度可能分别为() A 1m/s,1m/s B 4m/s, -5m/s C 2m/s, -1m/s D -1m/s,5m/s例2: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球的动量是7 kg·m/s,B球的动量是5kg·m/s,当A球追上B球发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能值是 ( )A.p A/=6 kg·m/s,,p B/=6 kg·m/s B.p A/=3 kg·m/s,p B/=9 kg·m/sC .p A =—2kg ·m /s ,p B =14kg ·m /sD .p A =—4 kg ·m /s ,p B =17 kg ·m /s四、推导弹性碰撞公式 ⎩⎨⎧'+'=+'+'=+2222121121222212112122112211υυυυυυυυm m m m m m m m 联立方程组解得 ⎪⎩⎪⎨⎧='='++-++-211121*********)(22)(1m m m m m m m m m m υυυυυυ 分以下几种情况讨论:1、若21m m =,则有21v ='υ,12υυ='。
16.4_碰撞_导学案
人教版3-5导学案16章第4节16. 4碰撞导学案编写:高二物理组【新课学习】—、弹性碰撞和非弹性碰撞例1、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。
(3)碰撞过程中机械能一定守恒吗?(4)请你从碰撞过程中机械能变化和形变两个角度解释一下弹性碰撞和非弹性碰撞。
完全非弹性碰撞:两物体相碰后黏合为一个整体,这种碰撞能量损失最大。
二、碰撞实例讨论(B)例2、假设物体m,以速度v1与原来静止的物体m2碰撞,碰撞后它们的I I速度分别为v1、v2。
(1)碰撞过程中动量守恒吗?写出动量守恒的表达式。
(2)若碰撞过程中没有机械能损失,即属于________ 碰撞。
写出机械能守恒的表达式。
联立(1)( 2 )求得碰撞后两个物体的速度分别是:v1 =. ①; / = _______________________ ② ;对以下几种情况进行分析(1)若m i = m2,即两物体的质量相等。
此时,m i-m2=0,m + m2=2m,根据①②两式,则:这表示: _____________________________________________________ 。
(2)若m i>>m2,即第一个物体的质量比第二个物体的质量大得多。
此时,m i-m2m i,m + m2 g,根据①②两式,则:V1 =_______ ;V 2 = ________ ;这表示: _____________________________________________________ 。
(3)若m i<<m2,即第一个物体的质量比第二个物体的质量小得多。
此时,m i-m2 -m2,m i+ m2 0,根据①②两式,则:I 'V1 = _______ ;V 2 = __________ ;这表示: _____________________________________________________ 。
2024届高考物理一轮复习导学案:“保守型”碰撞拓展模型
七、“保守型”碰撞拓展模型一、核心考点模型图示(接触面光滑)①达到共速相当于完全非弹性碰撞⇔系统水平动量守恒⇔E k 损失最大⇔转化为E p 最多212211m m v m v m v ++=共221k p )(21v v m E E -⋅==并损②恢复原状相当于弹性碰撞⇔系统水平动量守恒⇔E k 无损失⇔远离追及v v ∆=∆2112222111)('m m v v m v m v m v +-++=2121122112)('m m v v m v m v m v +-++=③移动人船系统水平动量守恒,且总动量为p ⇔位移公式t p x m x m 总=+2211(x 1、x 2均指对地水平位移)④相关说明1.圆周运动相关问题:最低点向心力公式:Rv v mmg N 221)''(-=-备注:向心力公式中的v 指的是相对圆心的速度,考虑到小球滑到最低点时,凹槽具有速度,故小球相对圆心的速度为两者的相对速度;2.如果圆弧凹槽高度不够,小球将会离开凹槽,做斜抛运动,在最高点处达到共速,并一定可以落回圆弧凹槽,如图;3.v-t 图像如图所示。
二、真题训练1.(2023·江西南昌市模拟)如图所示,一个轻弹簧的两端与质量分别为m 1和m 2的两物体甲、乙连接,静止在光滑的水平面上.现在使甲瞬间获得水平向右的速度v 0=4m/s ,当甲物体的速度减小到1m/s 时,弹簧最短.下列说法中正确的是()A .此时乙物体的速度大小为1m/sB .紧接着甲物体将开始做加速运动C .甲、乙两物体的质量之比m 1∶m 2=1∶4D .当弹簧恢复原长时,乙物体的速度大小为4m/s2.(多选)(2023·重庆市名校联考)如图所示,A 、B 、C 三个半径相等的刚性小球穿在两根平行且光滑的足够长的杆上,三个球的质量分别为m A =2kg 、m B =3kg 、m C =2kg ,初状态三个小球均静止,B 、C 两球之间连着一根轻质弹簧,弹簧处于原长状态.现给A 球一个向左的初速度v 0=10m/s ,A 、B 两球碰后A 球的速度变为方向向右、大小为2m/s.下列说法正确的是()A .球A 和球B 间的碰撞是弹性碰撞B .球A 和球B 碰后,弹簧恢复到原长时球C 的速度大小为9.6m/s C .球A 和球B 碰后,球B 的最小速度为1.6m/sD .球A 和球B 碰后,弹簧的最大弹性势能可以达到96J3.(多选)如图所示,滑块和小球的质量分别为M 、m 。
碰撞导学案
4、碰撞〖学习目标〗1.认识弹性碰撞与非弹性碰撞,认识对心碰撞与非对心碰撞2.知道微观粒子的碰撞——散射3.会运用动量守恒定律分析解决碰撞类问题〖课前预习〗1、碰撞过程是物体之间相互作用时间非常短暂的一种特殊过程碰撞过程中动量守恒的条件是怎样的?2、对心碰撞和非对心碰撞两球碰撞时,碰撞之前球的 与两球心的连线 ,碰撞之后两球的速度 ,这种碰撞称为对心碰撞,也叫正碰。
两球碰撞时,碰撞之前的 与两球心的连线 ,碰撞之后两球的速度 。
这种碰撞称为非对心碰撞,也叫斜碰。
斜碰也遵循动量守恒定律,但情况较复杂,中学阶段不作要求。
〖课堂探究一〗弹性碰撞过程中,如何求物体的速度?如右图所示,在一光滑水平面上有两个质量分别为1m 、2m 的刚性小球A 和B ,其中B 球原来静止,A 球以初速度1v 运动,若它们发生一维弹性碰撞,碰撞后它们的速度分别为'1v 和'2v 。
依据所学规律求出用1m 、2m 、1v 表示'1v和'2v 的公式。
下面我们对几种情况下这两个式子的结果做些分析。
●若21m m ,即两个物体质量相等A Bv 1●若21m m >>,即A 的质量远大于B 的质量●若21m m <<,即A 的质量远小于B 的质量[合作探究]【例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p 甲=5 kg ·m/s,p 乙=7 kg ·m/s ,甲追乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为p 乙′=10 kg ·m/s ,则两球质量m 甲与m 乙的关系可能是【例2】如图所示,质量为M 的重锤自h 高度由静止开始下落,砸到质量为m 的木楔上没有弹起,二者一起向下运动.设地层给它们的平均阻力为F ,则木楔可进入的深度L 是多少?【例3】质量为M 的楔形物块上有圆弧轨道,静止在水平面上。
质量为m 的小球以速度v 1向物块运动。
不计一切摩擦,圆弧小于90°且足够长。
碰撞中的动量守恒定律的导学案(2)
第一节碰撞导学案主备人:李东升审核人:高二物理组课时:1课时学习目标: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.理解完全弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞的含义.0一、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______.2.近代,由于______技术和_____技术的发展,通过_________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_____;若两个小球的碰撞,作用前后不沿同一直线运动,则称为_____.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____,我们称这种碰撞为弹性碰撞.2.非弹性碰撞:若两个小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_________,我们称这种碰撞为非弹性碰撞.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.自然界中,多数的碰撞实际上都属于非弹性碰撞.思考感悟碰撞是如何分类的?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.一、正碰和斜碰如图甲所示,一个运动的球与一个静止的球碰撞,碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在同一条直线上,碰撞之后两球的速度仍沿着这条直线,这属于一维碰撞.而有些碰撞,碰撞之前球的运动速度与两球心的连线不在同一条直线上,碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线.按照这一情况来分,碰撞可以分为正碰和斜碰(如图乙所示).碰撞前后物体的速度都在同一条直线上的碰撞,称正碰,又称对心碰撞.碰撞前后物体的速度不在同一条直线上的碰撞,称斜碰.通常我们研究的都是对心碰撞.二、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.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.即时应用(即时突破,小试牛刀)1、(双选)如图1-1-2所示,两个完全相同的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2、如图1-1-3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.【方法提示】 判断是弹性碰撞还是非弹性碰撞要看碰撞中有无机械能损失.例1:如图所示,在光滑的水平面上,质量mA=1㎏的小球A以速度υA=10m/s向右运动,同时另一质量mB=3㎏的小球以速度υB=20m/s向左运动,它们运动的轨道在同一直线上,碰后A 球以20m/s的速度向左运动,求(1)碰后B 球的速度?(2)碰前,A,B两物体组成的系统的总动量为多少?碰后,系统的动量为多少?(3)碰前,系统的机械能为多少?碰后,系统的机械能为多少?解答该题以前,先回答以下的问题:(1)问:A,B的碰撞过程什么时候开始,什么时候结束?(2)问:A,B的碰撞过程中,A,B两球的形变特点是什么?这个形变特点如何决定A,B碰撞过程中相互作用力的特点,相互作用力的时间?相互作用力的冲量有什么特点?形变特点:相互作用力的特点:相互作用力的时间:相互作用力的冲量特点:(3)问:碰前,碰后A球动量发生改变的原因?动量该变量是多少?(4)碰前,碰后B球动量发生改变的原因?动量该变量是多少?(5)碰撞的特点是什么?(6)A,B的碰撞过程中,A,B两球的受力情况是什么?(7)碰撞的种类有哪些?解答:系统:系统内的物体个数一般有个?内力:外力:例2:如图所示,在水平桌面上做匀速运动的两个小球,质量分别是m A和m B,沿着同一直线向相同的方向运动,速度分别是v1和v2,且v1>v2。
高考物理专题碰撞与动量守恒导学案新人教版
专题:碰撞与动量守恒李仕才一动量定理与动量守恒定律一、动量1.定义:运动物体的和的乘积,通常用来表示。
2.表达式:3.单位:4.标矢性:动量是,其方向与方向相同。
5.动量、动能、动量变化量的比较1.冲量(1)定义:物理学中把力与力的的乘积叫做力的冲量。
(2)公式:(3)矢量:冲量是,它的方向跟力的方向相同。
(4)物理意义:冲量是反映力对累积效应的物理量,力越大,时间越长,冲量就越大。
2.动量定理(1)内容:物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的 。
(2)公式表示⎩⎪⎨⎪⎧F (t ′-t )=mv ′-mvI =p ′-p(3)意义:冲量是物体动量变化的量度,合外力的 等于物体 的变化量。
例一、一质量为0.5 kg 的小物块放在水平地面上的A 点,距离A 点5 m 的位置B 处是一面墙,如图所示,一物块以v 0=9 m/s 的初速度从A 点沿AB 方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s ,碰后以6 m/s 的速度反向运动直至静止,g 取10 m/s 2。
(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ。
(2)若碰撞时间为0.05 s ,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F 。
(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W 。
例二、将质量为0.2 kg 的小球以初速度6 m/s 水平抛出,抛出点离地的高度为3.2 m ,不计空气阻力。
求:(1)小球从抛出到它将要着地的过程中重力的冲量; (2)小球将要着地时的动量。
例三、高空作业须系安全带,如果质量为m 的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h (可视为自由落体运动)。
此后经历时间t 安全带达到最大伸长,若在此过程中该作用力始终竖直向上,则该段时间安全带对人的平均作用力大小为A.m 2ght+mg B.m 2ght-mgC.m gh t+mg D.m gh t-mg例四“蹦极”运动中,长弹性绳的一端固定,另一端绑在人身上,人从几十米高处跳下,将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。
高二物理选修5《碰撞》导学案
名人名言:说我比别人看的更远些,那是因为我站在了巨人的肩上。
——牛顿编号:gswhwlxx5——001文华高中高二物理选修5《碰撞》导学案编制人:陈世友审核人:吴军云班级:学生姓名:【学习目标】1.认识弹性碰撞与非弹性碰撞,认识对心碰撞与非对心碰撞2.通过体会碰撞中动量守恒、机械能守恒与否,体会动量守恒定律、机械能守恒定律的应用。
3.了解微粒的散射【重点难点】重点:用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题难点:对各种碰撞问题的理解【知识链接】机械能守恒定律:在只有或做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能。
能量守恒定律:能量既不会,也不会,它只能从一种形式成另一种形式,或者从一个物体到别的物体,在和的过程中,能量的总量保持不变。
动量守恒定律:如果一个系统不受,或者所受外力的,这个系统的总动量保持不变。
【学习过程】要点一、弹性碰撞和非弹性碰撞【例1】质量m1=30g的小球在光滑的水平面上以5m/s的速度向右运动,恰遇上质量m2=20g 的小球以10m/s的速度向左运动。
碰撞后,小球m1改向左运动,速度大小为7m/s。
那么碰撞后小球m2的速度多大? 方向如何? 若将两球视为一个系统,那么在碰撞前,系统机械能是多少?碰撞之后系统机械能又是多少?1.弹性碰撞如果碰撞过程中,这样的碰撞叫做弹性碰撞。
举例:通常情况下的钢球、玻璃球等坚硬物体之间的碰撞及分子、原子等之间的碰撞皆可视为弹性碰撞。
【探究弹性碰撞表达式】在一光滑水平面上有两个质量分别为m1、m2的刚性小球A和B,以初速度v1、v2运动,若它们能发生碰撞(为弹性碰撞),碰撞后它们的速度分别为v1' '(v1和v2以及v1'和v2'都在同一直线上)。
请写出m1、m2、和vv1、v2、v1'和v2'之间的关系式。
问题:如果用含动量的式子如何表达?【例2】质量m1=30g的小车在光滑的水平面上以5m/s的速度向右运动,恰遇上质量m2=20g的小车以10m/s的速度向左运动。
高二物理人教版选修35第十六章:16.4碰撞学案
[新课讲解]5 弹性碰撞[典例] 特点:系统动量守恒,机械能守恒.设质量m 1的物体以速度v 0与质量为m 2的在水平面上静止的物体发生弹性正碰,则有 动量守恒:221101v m v m v m += 机械能守恒 222212111210121v m v mv m += 所以012121v v m m m m +-=022211v v m m m+= 若m 1=m 2 则有 v 1=v 0v 2=0(注:在同一水平面上发生弹性正碰,机械能守恒) [讨论]①当m l =m 2时,v 1=0,v 2=v 0(速度互换)②当m l <<m 2时,v 1≈-v 0,v 2≈O(速度反向) ③当m l >m 2时,v 1>0,v 2>O(同向运动) ④当m l <m 2时,v 1<O ,v 2>O(反向运动) ⑤当m l >>m 2时,v1≈v,v 2≈2v 0 (同向运动) 例题1(两物体碰一次):如图所示,ABC 为一固定在竖直平面内的光滑轨道,BC 段水平,AB 段与BC 段平滑连接。
质量为1m 的小球从高位h 处由静止开始沿轨道下滑,与静止在轨道BC 段上质量为2m 的小球发生碰撞,碰撞后两球两球的运动方向处于同一水平线上,且在碰撞过程中无机械能损失。
求碰撞后小球2m 的速度大小2v ;变式:若两物体质量相等会发生什么现象?6完全非弹性碰撞【典例】特点:碰撞后两物体粘在一起运动,此时动能损失最大,而动量守恒.用公式表示为: m 1v 1+m 2v 2=(m 1+m 2)v动能损失: 221212222121121)()(v m m v m v m E k +-+=∆ 例2如图所示,在水平光滑直导轨上,静止着三个质量均为m=1 kg 的相同小球A 、B 、C,现让A 球以v 0=2 m/s 的速度向着B 球运动,A 、B 两球碰撞后黏合在一起,两球继续向右运动并跟C 球碰撞,C 球的最终速度v C =1 m/s.①A 、B 两球跟C 球相碰前的共同速度多大? ②两次碰撞过程中一共损失了多少功能?7生活中的碰撞:对心碰撞和非对心碰撞(1)对心碰撞(正碰):一个运动的球与一个静止的球碰撞,碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在同一条直线上,碰撞之后两球的速度(2) 非对心碰撞: 巩固练习1、两个质量不同的物体,在光滑的水平面上,相向运动,并发生正碰,则下面说法中正确的是()A.碰撞后,质量小的物体速度变化大B.碰撞后,质量大的物体速度变化大C.若碰撞后连成整体,则整体运动方向与原来动量大的物体的运动方向相同D.若碰撞后连成整体,则整体运动方向与原来速度大的物体的运动方向相同2、A、B两球在光滑水平面上沿同一直线,同一方向运动,A的动量是5kg·m/s,B的动量是7kg·m/s,当A球追上B球发生碰撞后,A、B 两球的动量可能值是()A.5kg·m/s,6kg·m/s B.3kg·m/s,9kg·m/sC.-2kg·m/s,14kg·m/s D.-5kg·m/s,17kg·m/s3、甲乙两球在光滑水平轨道上向同方向运动,已知它们的动量分别是P1=5kg.m/s,P2=7kg.m/s,甲从后面追上乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为10 kg.m/s,则二球质量m1与m2间的关系可能是下面的哪几种?A、m1=m2B、2m1=m2C、4m1=m2D、6m1=m2。
高中物理《碰撞》导学案【Word精品附参考答案】
《碰撞》导学案一、弹性碰撞1.碰撞特点:碰撞时间非常短;碰撞过程中内力远大于外力,系统所受外力可以忽略不计;可认为碰撞前后物体处于同一位置.2.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.在这个过程中满足两个守恒. (1)动量守恒:m 1v 1+m 2v 2=m 1v 1′+m 2v 2′①(2)机械能守恒:12m 1v 21+12m 2v 22=12m 1v 1′2+12m 2v 2′2② 3.弹性碰撞模型特例:两质量分别为m 1、m 2的小球发生弹性正碰,v 1≠0,v 2=0,则碰后两球速度分别为v 1′=m 1-m 2m 1+m 2v 1,v 2′=2m 1m 1+m 2v 1.(1)若m 1=m 2的两球发生弹性正碰,v 1≠0,v 2=0,则碰后v 1′=0,v 2′=v 1,即二者碰后交换速度. (2)若m 1≫m 2,v 1≠0,v 2=0,则二者弹性正碰后,v 1′=v 1,v 2′=2v 1.表明m 1的速度不变,m 2以2v 1的速度被撞出去. (3)若m 1≪m 2,v 1≠0,v 2=0,则二者弹性正碰后,v 1′=-v 1,v 2′=0.表明m 1被反向以原速率弹回,而m 2仍静止.4.如果两个相互作用的物体,满足动量守恒的条件,且相互作用过程初、末状态的总机械能不变,广义上也可以看成是弹性碰撞. 二、非弹性碰撞 [问题设计]如图2所示,钢球A 、B 包上橡皮泥,让A 与静止的B 相碰,两钢球质量相等.碰撞后有什么现象?碰撞过程中机械能守恒吗?图2答案 碰撞后两球粘在一起,摆起高度减小.设碰后两球粘在一起的速度为v ′.由动量守恒定律知:m v =2m v ′,则v ′=v2碰撞前总动能E k =12m v 2碰撞后总动能E k ′=12×2m (v 2)2=14m v 2所以碰撞过程中机械能减少ΔE k =E k -E k ′=14m v 2即碰撞过程中机械能不守恒. [要点提炼]1.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.在这个过程中: (1)动量守恒:m 1v 1+m 2v 2=m 1v 1′+m 2v 2′(2)机械能减少,损失的机械能转化为内能|ΔE k |=E k 初-E k 末=Q 2.完全非弹性碰撞(1)动量守恒:m 1v 1+m 2v 2=(m 1+m 2)v 共 (2)碰撞中机械能损失最多|ΔE k |=12m 1v 21+12m 2v 22-12(m 1+m 2)v 2共 三、碰撞满足的条件1.动量守恒:p 1+p 2=p 1′+p 2′.2.动能不增加:E k1+E k2≥E k1′+E k2′或p 212m 1+p 222m 2≥p 1′22m 1+p 2′22m 2.3.速度要符合情景:碰撞后,原来在前面的物体的速度大于或等于原来在后面的物体的速度,即v前′≥v 后′,否则碰撞不会结束. 四、对心碰撞和非对心碰撞 散射1.对心碰撞:碰撞前后,两个物体的速度都沿同一条直线上,动量守恒(填“守恒”或“不守恒”),也叫正碰.2.非对心碰撞:碰撞前后,两个物体的速度都不与原来的速度在同一条直线上. 3.散射(1)定义:微观粒子相互接近时并不像宏观物体那样“接触”,因此微观粒子的碰撞又叫做散射. (2)散射方向:由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小,所以多数粒子在碰撞后飞向四面八方. (3)发生散射时仍遵循动量守恒定律.一、弹性碰撞模型及拓展分析例1 在光滑的水平面上,质量为m 1的小球A 以速率v 0向右运动.在小球的前方O 点处有一质量为m 2的小球B 处于静止状态,如图3所示.小球A 与小球B 发生正碰后小球A 、B 均向右运动.小球B 被在Q 点处的墙壁弹回后与小球A 在P 点相遇,PQ =1.5PO .假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性碰撞,求两小球质量之比m 1/m 2.图3例2 质量为M 的带有14光滑圆弧轨道的小车静止置于光滑水平面上,如图4所示,一质量也为M 的小球以速度v 0水平冲上小车,到达某一高度后,小球又返回小车的左端,则( )图4A .小球以后将向左做平抛运动B .小球将做自由落体运动C .此过程小球对小车做的功为12M v 20D .小球在弧形槽上上升的最大高度为v 202g二、非弹性碰撞模型分析例3 如图5所示,在水平光滑直导轨上,静止着三个质量均为m =1kg 的相同小球A 、B 、C ,现让A 球以v 0=2m/s 的速度向着B 球运动,A 、B 两球碰撞后粘合在一起,两球继续向右运动并跟C 球碰撞,C 球的最终速度v C =1 m/s.求:图5(1)A 、B 两球跟C 球相碰前的共同速度多大? (2)两次碰撞过程中一共损失了多少动能?三、碰撞满足的条件例4 质量为m 、速度为v 的A 球跟质量为3m 、静止的B 球发生正碰.碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,因此,碰撞后B 球的速度允许有不同的值.请你论证:碰撞后B 球的速度可能是以下值中的( )A .0.6vB .0.4vC .0.2vD .0.1v自我检测 1.(多选)A 、B 两个质量相等的球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A 球的动量是7kg·m/s ,B 球的动量是5 kg·m/s ,A 球追上B 球发生碰撞,则碰撞后A 、B 两球的动量可能值是( ) A .p A ′=8kg·m/s ,p B ′=4 kg·m/sB .p A ′=6kg·m/s ,p B ′=6 kg·m/s C .p A ′=5kg·m/s ,p B ′=7 kg·m/sD .p A ′=-2kg·m/s ,p B ′=14 kg·m/s2.(弹性碰撞模型分析)在光滑的水平面上有三个完全相同的小球,它们成一条直线,2、3小球静止,并靠在一起,1小球以速度v 0射向它们,如图6所示.设碰撞中不损失机械能,则碰后三个小球的速度可能值是( )图6A .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 0D .v 1=v 2=0,v 3=v 03.(非弹性碰撞模型分析)质量分别为300g 和200g 的两个物体在无摩擦的水平面上相向运动,速度分别为50cm/s 和100 cm/s.(1)如果两物体碰撞并粘合在一起,求它们共同的速度大小及碰撞后损失的动能. (2)如果碰撞是弹性碰撞,求两物体碰撞后的速度大小.40分钟课时作业题组一 碰撞满足的条件1.在一条直线上相向运动的甲、乙两个小球,它们的动能相等,已知甲球的质量大于乙球的质量,它们正碰后可能发生的情况是( )A .甲、乙两球都沿乙球的运动方向B .甲球反向运动,乙球停下C .甲、乙两球都反向运动D .甲、乙两球都反向运动,且动能仍相等 2.(多选)两个小球A 、B 在光滑的水平地面上相向运动,已知它们的质量分别是m A =4kg 、m B =2kg.A 的速度v A =3m/s(以v A 的方向为正方向),B 的速度v B =-3 m/s ,则它们发生正碰后,其速度可能分别为( )A .均为+1m/sB .+4m/s 和-5 m/sC .+2m/s 和-1 m/sD .-1m/s 和+5 m/s3.如图1所示,在光滑水平面上有直径相同的a 、b 两球,在同一直线上运动,选定向右为正方向,两球的动量分别为p a =6kg·m/s 、p b =-4 kg·m/s.当两球相碰之后,两球的动量可能是( )图1A .p a =-6kg·m/s 、p b =4 kg·m/sB .p a =-6kg·m/s 、p b =8 kg·m/sC .p a =-4kg·m/s 、p b =6 kg·m/sD .p a =2kg·m/s 、p b =0 4.质量为M 的物块以速度v 运动,与质量为m 的静止物块发生正碰,碰撞后二者的动量正好相等.二者质量之比Mm可能为( )A .6B .3C .4D .5题组二 弹性碰撞模型分析 5.现有甲、乙两滑块,质量分别为3m 和m ,以相同的速率v 在光滑水平面上相向运动,发生了碰撞.已知碰撞后,甲滑块静止不动,那么这次碰撞是( ) A .弹性碰撞B .非弹性碰撞C .完全非弹性碰撞D .条件不足,无法确定 6.(多选)甲物体在光滑水平面上运动速度为v 1,与静止的乙物体相碰,碰撞过程中无机械能损失,下列结论正确的是( )A .乙的质量等于甲的质量时,碰撞后乙的速度为v 1B .乙的质量远远小于甲的质量时,碰撞后乙的速率是2v 1C .乙的质量远远大于甲的质量时,碰撞后甲的速率是v 1D .碰撞过程中甲对乙做的功大于乙动能的增量7.一中子与一质量数为A (A >1)的原子核发生弹性正碰.若碰前原子核静止,则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( ) A.A +1A -1B.A -1A +1C.4A (A +1)2D.(A +1)2(A -1)2题组三 非弹性碰撞模型及拓展分析8.质量相等的三个物块在一光滑水平面上排成一直线,且彼此隔开了一定的距离,如图2所示.具有动能E 0的第1个物块向右运动,依次与其余两个静止物块发生碰撞,最后这三个物块粘在一起,这个整体的动能为( )图2A .E 0B.2E 03C.E 03D.E 099.如图3所示,有两个质量相同的小球A 和B (大小不计),A 球用细绳吊起,细绳长度等于悬点距地面的高度,B 点静止放于悬点正下方的地面上.现将A 球拉到距地面高度为h 处由静止释放,摆动到最低点与B 球碰撞后粘在一起共同上摆,则它们升起的最大高度为( )图3A.h 2B .h C.h 4D.h 210.如图4所示,木块A 和B 质量均为2kg ,置于光滑水平面上.B 与一轻质弹簧一端相连,弹簧另一端固定在竖直挡板上,当A 以4m/s 的速度向B 撞击时,A 、B 之间由于有橡皮泥而粘在一起运动,那么弹簧被压缩到最短时,具有的弹性势能大小为( )图4A .4JB .8JC .16JD .32J11.质量为M 的物块静止在光滑水平桌面上,质量为m 的子弹以水平速度v 0射入物块后,以水平速度23v 0射出.则物块的速度为__________,此过程中损失的机械能为________.题组四 综合应用12.如图5所示,在冰壶世锦赛上中国队以8∶6战胜瑞典队,收获了第一个世锦赛冠军,队长王冰玉在最后一投中,将质量为m 的冰壶推出,运动一段时间后以0.4m/s 的速度正碰静止的瑞典冰壶,然后中国队冰壶以0.1 m/s 的速度继续向前滑向大本营中心.若两冰壶质量相等,求:图5(1)瑞典队冰壶获得的速度;(2)试判断两冰壶之间的碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞.13.如图6所示,光滑水平直轨道上两滑块A 、B 用橡皮筋连接,A 的质量为m .开始时橡皮筋松弛,B 静止,给A 向左的初速度v 0.一段时间后,B 与A 同向运动发生碰撞并粘在一起,碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A 的速度的两倍,也是碰撞前瞬间B 的速度的一半.求:图6(ⅰ)B 的质量;(ⅱ)碰撞过程中A 、B 系统机械能的损失.参考答案:例题1答案 2解析 从两小球碰撞后到它们再次相遇,小球A 和B 的速度大小保持不变,根据它们通过的路程,可知小球B 和小球A 在碰撞后的速度大小之比为4∶1 两球碰撞过程为弹性碰撞,有:m 1v 0=m 1v 1+m 2v 2 12m 1v 20=12m 1v 21+12m 2v 22 解得m 1m 2=2.例题2答案 BC 解析 小球上升到最高点时与小车相对静止,有相同的速度v ′,由动量守恒定律和机械能守恒定律有:M v 0=2M v ′①12M v 20=2×(12M v ′2)+Mgh ② 联立①②得h =v 204g,知D 错误;从小球滚上到滚下并离开小车,系统在水平方向上的动量守恒,由于无摩擦力做功,机械能守恒,此过程类似于弹性碰撞,作用后两者交换速度,即小球速度变为零,开始做自由落体运动,故B 、C 对,。
16.4_碰撞_导学案
16.4 《碰撞》导学案【学习目标】1.知道弹性碰撞与非弹性碰撞的特点2.认识对心碰撞与非对心碰撞。
3.利用动量守恒定律和机械能守恒定律分析,解决弹性碰撞问题。
【自主预习】(阅读教材P17-20自主完成)【学习难点】1、对各种碰撞问题的理解.2、动量守恒定律的应用【自主学习】一、弹性碰撞和非弹性碰撞(阅读教材P17-19相关内容)1、碰撞(1)定义:两个(或两个以上)物体相遇,物体之间的相互作用仅持续一个极为短暂的时间,而运动状态发生显著变化,这种现象称为碰撞。
(2)凡是碰撞,均满足定律。
【合作探究1】阅读教材P17“思考与讨论”,理解碰撞中的能量关系。
探究一:探究碰撞过程中系统的机械能是否守恒实验1:将右边的小球向右上方拉起,使右边小球的球心球心在后白纸上的投影高度标记为白纸上最高的一条线的高度,然后,放开后右球在最低点处与左球碰撞,观察两球的运动情况。
右球碰左球时,你观察到的现象是:(思考:两球运动还是静止,运动的话大致上摆到多高?)现象是:结合能量分析,在碰撞过程中机械能守恒吗?答:实验2:先在左球的右侧贴上了双面胶,然后和实验1一样操作,↓h当右球来撞击左球时,观察两球的运动情况。
现象是: 实验结论:在碰撞过程中机械能归纳: (1)碰撞分类①弹性碰撞:如果碰撞过程中 ,这样的碰撞叫做弹性碰撞。
②非弹性碰撞:如果碰撞过程中 ,这样的碰撞叫做非弹性碰撞。
③完全非弹性碰撞,特点是碰后粘在—起(或碰后具有共同的速度)。
碰撞过程中系统的动能损失最大。
【探究2】 “动”碰“静”模型1、 阅读教材P18“思考与讨论”,探究弹性碰撞后速度表达式在一光滑水平面上,已知水平面物体m1的小球以速度V 与原来静止的物体m2的物体发生一维弹性碰撞,试分析:碰后小球m1和m2的速度V1’ 和 V2’,碰撞后它们的速度分别为v 1'和v 2'。
请你得出用m 1、m 2、v 1、v 2表达v 1'和v 2'的公式。
《弹性碰撞》 导学案
《弹性碰撞》导学案一、学习目标1、理解弹性碰撞的概念,知道弹性碰撞的特点。
2、掌握弹性碰撞的规律,能运用动量守恒定律和机械能守恒定律解决弹性碰撞问题。
3、通过实例分析,提高分析和解决实际问题的能力。
二、学习重难点1、重点(1)弹性碰撞的概念和特点。
(2)弹性碰撞过程中动量守恒定律和机械能守恒定律的应用。
2、难点(1)对弹性碰撞中速度变化的理解和分析。
(2)多物体弹性碰撞问题的处理。
三、知识回顾1、动量守恒定律:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变。
表达式为:$m_1v_1 +m_2v_2 = m_1v_1' + m_2v_2'$。
2、机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。
表达式为:$E_k1 +E_p1 = E_k2 + E_p2$ 。
四、新课导入在日常生活中,我们经常会观察到物体之间的碰撞现象,比如两个小球的碰撞、台球桌上球与球的碰撞等。
有些碰撞中,机械能会有损失,而有些碰撞中,机械能却保持不变。
今天我们就来研究一种特殊的碰撞——弹性碰撞。
五、弹性碰撞的概念弹性碰撞是指在碰撞过程中,系统的机械能守恒的碰撞。
也就是说,在弹性碰撞中,没有机械能转化为其他形式的能量,如内能、声能等。
例如,两个完全相同的钢球在光滑水平面上正碰,碰撞前后两球的机械能总和不变,这就是弹性碰撞。
六、弹性碰撞的特点1、动量守恒:在弹性碰撞中,系统的总动量保持不变。
2、机械能守恒:碰撞前后系统的总机械能不变。
3、碰撞前后速度变化:两物体碰撞前后的速度会发生变化,但遵循一定的规律。
七、弹性碰撞的规律假设在光滑水平面上,质量为$m_1$、速度为$v_1$的物体与质量为$m_2$、速度为$v_2$的物体发生弹性正碰。
根据动量守恒定律:$m_1v_1 + m_2v_2 = m_1v_1' + m_2v_2'$根据机械能守恒定律:$\frac{1}{2}m_1v_1^2 +\frac{1}{2}m_2v_2^2 =\frac{1}{2}m_1v_1'^2 +\frac{1}{2}m_2v_2'^2$联立以上两个方程,可以解得碰撞后的速度:$v_1' =\frac{(m_1 m_2)v_1 + 2m_2v_2}{m_1 + m_2}$$v_2' =\frac{(m_2 m_1)v_2 + 2m_1v_1}{m_1 + m_2}$八、弹性碰撞的实例分析例 1:一个质量为$m_1 = 2kg$,速度为$v_1 = 3m/s$的小球,与一个质量为$m_2 = 1kg$,速度为$v_2 =-2m/s$的小球发生弹性正碰。
16.4碰撞导学
16.4碰撞导学案一、从能量分类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机械能_______,我们称这种碰撞为弹性碰撞.2.非弹性碰撞:若两个小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),碰撞前后系统的机械_________,我们称这种碰撞为非弹性碰撞.3.完全非弹性碰撞:在非弹性碰撞中,若二者在碰撞后成为一个整体,系统的动能_______,这种碰撞叫做完全非弹性碰撞A。
研究一维的弹性碰撞物体m1以速度v1与原来静止的物体m2碰撞,若碰撞后他们的速度分别为v1/、 v2/根据动量守恒和机械能守恒,有:解得:(1) 若,且则 ,即(2) 若,且.则 .即:(3)若>>,且.则 .(4)若,且.则 .即:(5)若<<,且,则“碰撞过程”的制约:1.动量要守恒:即:________________________________________2.动能不增加:________________________________________________3.速度要符合情景:________________________________________二。
从动量方向上分类:1.对心碰撞两球碰撞时,碰撞之前球的与两球心的连线,碰撞之后两球的速度,这种碰撞称为对心碰撞,也叫正碰。
2.非对心碰撞两球碰撞时,碰撞之前的与两球心的连线,碰撞之后两球的速度。
这种碰撞称为非对心碰撞,也叫斜碰。
斜碰也遵循动量守恒定律,但情况较复杂,中学阶段不作要求。
三、散射散射:在粒产物理和核物理中,常常使一束粒子射入物体,粒子与物体中的微粒碰撞。
这些微观粒子相互接近时并不发生直接接触,这种微观粒子的碰撞叫做散射由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小,所以多数粒子在磁撞后飞向四面八方。
物理16碰撞导学案
物理:16.4《碰撞》导学案【学习目标】(1)了解弹性碰撞\非弹性碰撞和完全非弹性碰撞,对心碰撞和非对心碰撞.会应用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题;(2)了解散射和中子的发现过程,体会理论对实践的指导作用,进一步了解动量守恒定律的普适性;(3)加深对动量守恒定律和机械能守恒定律的理解,能运用这两个定律解决一些简单的与生产、生活相关的实际问题。
【自主学习】一、弹性碰撞和非弹性碰撞1、弹性碰撞过程中机械能______的碰撞。
2、非弹性碰撞过程中机械能______的碰撞。
3、在光滑水平面上,质量为m 1的小球以速度v1与质量为m2的静止小球发生弹性正碰,根据动量守恒和机械能守恒:m1v1=_________,(m1v12)/2=_________.碰后两个小球的速度分别为:v’1=________v’2=________。
(1)若m1>m2,v’1和v’2都是正值,表示v’1和v’2都与v1方向______。
(若m1》m2,v’1=v1,v’2=2v1,表示m1的速度不变,m2以2v1的速度被撞出去)(2)若m1<m2,v’1为负值,表示v’1与v1方向______,m1被弹回。
(若m1《m2,v’1=-v1,v’2=0,表示m1被反向以原速率弹回,而m2仍静止)(2) 若m1=m2,则有v’1=0,v’2=v1,即碰撞后两球速度互换二、对心碰撞和非对心碰撞1、对心碰撞前后,物体的运动方向____________,也叫正碰。
2、非对心碰撞前后,物体的运动方向___________,也叫斜碰。
高中阶段只研究正碰的情况。
三、散射1、微观粒子碰撞时,微观粒子相互接近时并不发生__________。
2、由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率______所以______粒子碰撞后飞向四面八方。
【针对性练习】1、判一判(1)发生碰撞的两个物体,动量是守恒的.( )(2)发生碰撞的两个物体,机械能是守恒的.( )(3)碰撞后,两个物体粘在一起,动量是守恒的,但机械能损失是最大的.( )2 在气垫导轨上,一个质量为600g的滑块以15cm/s的速度与另一个质量为400g,速度为10cm/s并沿相反方向运动的滑块迎面相撞,碰撞后两个滑块粘在一起,求碰撞后滑块速度的大小和方向3. 质量为m、速度为v的A球跟质量为3m的静止B球发生正碰。
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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<m2 : m1<< m2 :
(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.。