1.5,弹性碰撞和非弹性碰撞（导学案）-2021-2021学年高中物理新教材同步备课

1、1.5,弹性碰撞和非弹性碰撞（导学案）-2021-2021学年高中物理新教材同步备课 5 1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞 1.了解对心碰撞(正碰)和非对心碰撞的概念。 2.理解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞 3.会应用动量和能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题 4.会运用动量守恒定律和能量守恒定律分析、解决碰撞等相互作用的问题。 【重点】动量守恒定律的内容和成立条件。 【难点】运用动量守恒定律的一般步骤 【课前自主学习】 一、 知识前置 弹性碰撞和非弹性碰撞 1弹性碰撞 如果系统在碰撞前后_不变，这类碰撞叫作弹性碰撞。 2非弹性碰撞 非弹性碰撞：如果系统在碰撞后_减少，这类的碰撞叫作非弹性

2、碰撞。 弹性碰撞的实例分析 1正碰：两个小球相碰，碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在_上，碰撞之后两球的速度仍会沿着这条直线。这种碰撞也叫作_碰撞或_碰撞。 2弹性正碰的特点：假设物体 m 1 ，以速度 v 1 与原来静止的物体 m 2 发生弹性正碰。 (1)与碰撞后系统的_相同，_相同。 (2)两球质量相等时，碰撞的特点是_ _。 (3)m 1 m 2 时，碰撞的特点是 m 1 和 m 2 都_运动，且 m 1 的速度_m 2 的速度。 (4)m 1 m 2 时碰撞的特点是 m 2 _运动，m 1 被_。 (5)m 1 m 2 ，m 1 的速度_改变，而 m 2 被撞后以_的速度向前运动。

3、 (6)m 1 m 2 ，m 1 以原来的速率向_方向运动，而 m 2 仍然_。 判断题： (1)发生碰撞的两个物体，机械能一定是守恒的。( ) (2)在非弹性碰撞中，部分机械能转化为内能。( ) (3)在非弹性碰撞中，碰撞过程能量不守恒。( ) (4)发生对心碰撞的系统动量守恒，发生非对心碰撞的系统动量不守恒。( ) 二、新知学习 说一说生活中存在着各种碰撞现象： 思考： 碰撞是自然界中常见的现象。陨石撞击地球而对地表产生破坏，网球受球拍撞击而改变运动状态 物体碰撞中动量的变化情况，前面已进行了研究。那么，在各种碰撞中能量又是如何变化的？ 物体碰撞时，通常作用时间很短，相互作用的内力很大，因

4、此，外力往往可以忽略不计，满足动量守恒条件。下面我们从能量的角度研究碰撞前后物体动能的变化情况，进而对碰撞进行分类。 研究两辆小车碰撞前后总动能的变化情况 弹性碰撞和非弹性碰撞 研究小车碰撞前后的动能变化 如图滑轨上有两辆安装了弹性碰撞架的小车，它们发生碰撞后改变了运动状态。测量两辆小车的质量以及它们碰撞前后的速度，研究碰撞前后总动能的变化情况。 研究两辆小车碰撞前后总动能的变化情况 碰撞： 定义：相对运动的物体相遇，在_内，通过相互作用，运动状态发生_的过程叫碰撞。 特点：1.相互作用时间极短； 2.在极短时间内，内力从零变到极大又_，其平均值很大； 3.碰撞过程中_为零或者远远小于内力；

5、4.碰撞过程两物体产生的位移可忽略，可认为碰撞前后物体处于_ _； 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_，这样的碰撞叫做弹性碰撞。 2非弹性碰撞：如果碰撞过程中机械能_，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。 【课内练习】1、如图，在光滑水平面上，两个物体的质量都是 m，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，成为一个质量为 2m 的物体，以一定速度继续前进。碰撞后该系统的总动能是否会有损失？ 分析： 可以先根据动量守恒定律求出碰撞后的共同速度 v，然后分别计算碰撞前后的总动能进行比较。 弹性碰撞的实例分析 对心碰撞：_。这种碰撞称为正碰，也叫作对心碰

6、撞或一维碰撞。 对心碰撞 非对心碰撞：一个运动的球与一个静止的球碰撞，如果碰撞之前球的运动速度与_的连线不在同一条直线上，碰撞之后两球的速度都会偏离_。如图乙、丙所示。 思考： 发生弹性碰撞的两个物体，由于质量不同，碰撞后的速度将有哪些特点？ 碰撞的种类及特点 碰撞的种类及特点： 1(单选）质量相等的三个物块在一光滑水平面上排成一条直线，且彼此隔开了一定的距离，如图所示。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 ( ) AE 0 B. 2E 03 C. E 03 D. E 09 2.(单选)在光滑水平面上有两个相同的弹

7、性小球 A、B，质量都是 m，B 球静止，现 A 球向 B 球运动，发生正碰，已知碰撞过程中总机械能守恒，两球压缩最紧时的弹性势能为 E p ，则碰撞前 A 的速度等于( ) A. E pm B. 2E pm C2 E pm D2 2E pm 3.(单选）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 4.(多选)质量为 1 kg 的小球以 4 m/s 的速度与质量为 2 kg 的静止小球发生正碰，关于碰后的速度 v 1 和 v

8、2 ，下列选项中可能正确的是( ) Av 1 v 2 43 m/s Bv 1 1 m/s，v 2 2.5 m/s Cv 1 1 m/s，v 2 3 m/s Dv 1 3 m/s，v 2 0.5 m/s 5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 A 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被位于 Q 处的墙壁弹回后与小球 A 在 P 点相遇，PQ1.5PO。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 1m 2 。 参考答案 1.【答

9、案】C 【解析】碰撞中动量守恒 mv 0 3mv 1 ，得 v 1 v 03 。E 0 12 mv20 ，E k 12 3mv21 ，联立解得 E k 12 3m èæøöv 032 13 èæøö12 mv20 E03，故 C 正确。 2.【答案】C 【解析】两球压缩最紧时速度相等，设为 v，碰前 A 球的速度为 v A ，由动量守恒定律得 mv A 2mv，弹性势能 E p 12 mv2A 12 2mv2 ，联立解得 v A 2E pm ，C 正确。 3.【答案】A 【解析】以甲滑块的运动方向为正方向，由动量守

10、恒定律得：3mvmv0mv，所以 v2v。碰前总动能为 E k 12 3mv2 12 mv2 2mv 2 ，碰后总动能 E k 12 mv2 2mv 2 ，则 E k E k ，所以这次碰撞是弹性碰撞，故 A 正确。 4. 【答案】AB 【解析】碰撞前两球的总动量为 pm 1 v 1 14 kgm/s4 kgm/s，碰撞前总动能为 E k 12 m 1 v21 12 142 J8 J。若 v 1 v 2 43 m/s，则碰撞后总动量为 pm 1 v 1 m 2 v 2 (12)43 kgm/s4 kgm/s，系统动量守恒；碰撞后总动能为 E k 12 (m 1 m 2 )v 1 2 83 J8

11、 J，总动能没有增加，符合能量守恒定律，A正确。若 v 1 1 m/s，v 2 2.5 m/s，碰后总动量为 pm 1 v 1 m 2 v 2 1(1) kgm/s22.5 kgm/s4 kgm/s，系统动量守恒；碰撞后总动能为 E k 12 m 1 v 1 2 12 m 2 v 2 2 12 1(1)2 J 12 22.52 J6.75 J，系统总动能没有增加，B 正确。若 v 1 1 m/s，v 2 3 m/s，则碰撞后总动量为 pm 1 v 1 m 2 v 2 11 kgm/s23 kgm/s7 kgm/s，违背动量守恒定律，C 错误。若 v 1 3 m/s，v 2 0.5 m/s，碰后两球同向运动，后面小球的速度大于前面小球的速度，不符合实际，D 错误。 5.【答案】21 【解析】设两小球碰后小球 A 的速度大小为 v 1 ，小球 B 的速度大小为 v 2 ，小球 B 与墙壁之间的碰撞为弹性碰撞，则碰后小球