碰撞导学案

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。会应用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题。

2、了解对心碰撞和非对心碰撞。

3、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。

4、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。

【学习重点】应用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题。

【学习难点】 理解动量守恒定律和机械能守恒定律及其应用。

【知识链接】

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？

【新课学习】

一、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）碰撞过程中能量一定守恒吗？

（4）请你从碰撞过程中能量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。

针对训练1、 在气垫导轨上，一个质量为0.6kg 的滑块以15m/s 的速度与另一个质量为0.4kg 、速度为10m/s 方向相反的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块并在一起，求碰撞后滑块速度的大小和方向？

例2、假设物体1m 以速度1v 与原来静止的物体2m 碰撞，碰撞后它们的速度分别为'1v 、'

2v 。

（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：

'1v = ① ； '2v = ② ； 对以下几种情况进行分析

（1）若1m =2m ，即两物体的质量相等。此时，1m -2m =0，1m +2m =21m ，根据①②两式，则：

'1v = ； '2v = ；

这表示： 。

（2）若1m >>2m ，即第一个物体的质量比第二个物体的质量大得多。 此时，1m -2

m ≈1m ，1m +2m ≈1m ，根据①②两式，则：

'1v = ； '2v = ；

这表示： 。

（3）若1m <<2m ，即第一个物体的质量比第二个物体的质量小得多。此时，1m -2m ≈-2m ，1m +2m ≈0，根据①②两式，则：

'1v = ； '

2v = ；

这表示： 。

二、判断碰撞类问题的三个依据

(1)动量守恒：即p 1＋p 2＝p 1′＋p 2′.

(2)动能不增加：即E k1＋E k2≥E k1′＋E k2′或p 212m 1＋p 222m 2≥p 1′22m 1＋p 2′22m 2

(3)速度要合理

①若碰前两物体同向运动，则应有v 后>v 前，碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体同

向运动，则应有v 前′≥v 后′. ②碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变．

针对训练2、速度为1000米每秒氦核与静止的质子发生正碰,氢核质量是质子的4倍,碰撞是弹性的,求碰撞后两粒子的速度.

针对训练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．碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B 球的速度可能有不同的值．碰撞后B 球的速度大小可能是（ ）

A ．0.6v

B ．0.4v

C ．0.2v

D ．1v

三、对心碰撞和非对心碰撞

1、对心碰撞（“正碰”）：

2、非对心碰撞： 说明：①发生对心碰撞的两物体，碰撞前后的速度都在同一直线上，所以，在这条直线上可以应用动量守恒定律。 ②对于非对心碰撞的两物体，应该在相互垂直的两个方向上分别应用动量守恒定律。一般不做研究。

四、散射

在粒子物理和核物理中，常常使一束粒子射入物体，粒子与 碰撞。研究 ，可以得到与物质微观结构有关的很多信息。与宏观物体碰撞不同的是，微观粒子相互接近时并不发生 ，因此微观粒子的碰撞又叫 。由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率 ，所以多数粒子在碰撞后 。

课堂检测 甲、乙两铁球质量分别是m 1＝1 kg ，m 2＝2 kg ，在光滑平面上沿同一直线运动，速度分别是v 1＝6 m/s 、v 2＝2 m/s 。甲追上乙发生正碰后两物体的速度有可能是( )

A. v 1′＝7 m/s ，v 2′＝1.5 m/s B ．v 1′＝2 m/s ， v 2′＝4 m/s

C ．v 1′＝3.5 m/s ，v 2′＝3 m/s

D ．v 1′＝4 m/s ，v 2′＝3 m/s