高二物理人教版选修3-5课件：第十六章 5 碰撞.

1、第十六章动量守恒定律目标定位1.理解弹性碰撞、非弹性碰撞，正碰(对心碰撞)和斜碰(非对心碰撞).2.会应用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题.3.知道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学案5碰撞知识探究自我检测图1中大家正在玩一种游戏超级碰撞球多颗篮球般大小的钢球用钢缆悬挂在屋顶拉开最右边钢球到某一高度，然后释放，碰撞后，仅最左边的球被弹起，摆至最大高度后落下来再次碰撞，致使最右边钢球又被弹起硕大钢球交替弹开，周而复始，情景蔚为壮观上述现象如何解释？答案质量相等的两物体发生弹性正碰，碰后二者交换速度一、弹性碰撞知识探究 问题设计图1图1要点提

2、炼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：m1v1m2v2m1v1m2v2(1)若m1m2的两球发生弹性正碰，v10，v20，则碰后v1 ，v2 ，即二者碰后交换速度0v1(2)若m1m2，v10，v20，则二者弹性正碰后，v1，v2 .表明m1的速度不变，m2以2v1的速度被撞出去(3)若m1m2，v10，v20，则二者弹性正碰后，v1，v20.表明m1被反向以 弹回，而m2仍静止v12v1-v1原速率4如果两个相互作用的物

3、体，满足动量守恒的条件，且相互作用过程初、末状态的不变，广义上也可以看成是弹性碰撞总机械能二、非弹性碰撞如图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？ 问题设计图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.即碰撞过程中机械能不守恒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：m1v1m2v2(2)机械能减少，损失的机械能转化为|Ek|Ek初Ek末Q要点提炼m1v1m2v2内能2完全非弹性碰撞(1)动量守恒：m1v1m2v2(m1m2)v共(2)碰撞中机械能损

4、失最多三、碰撞满足的条件1动量：p1p2p1p2.守恒不增加3速度要符合情景：碰撞后，原来在前面的物体的速度原来在后面的物体的速度，即v前v后，否则碰撞不会结束大于或等于四、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 (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守恒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典例精析例1在光滑

5、的水平面上，质量为m1的小球A以速率v0向右运动在小球的前方O点处有一质量为m2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，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m1/m2.一、弹性碰撞模型及拓展分析图1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41两球碰撞过程为弹性碰撞，有：m1v0m1v1m2v2答案2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解析小球上升到最高点时与小车相

6、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：Mv02Mv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，A错答案BC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m1 kg的相同小球A、B、C，现让A球以v02 m/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vC1 m/s.求：二、非弹性碰撞模型分析图5(1)A、B两球跟C球相碰前的共同速度多大？解析以v0的方向为正方向，A、B相碰满足动量守恒

7、：mv02mv1解得A、B两球跟C球相碰前的速度：v11 m/s.答案1 m/s(2)两次碰撞过程中一共损失了多少动能？解析 A、B两球与C碰撞，以vC的方向为正方向，由动量守恒定律得：2mv1mvC2mv2解得两球碰后的速度：v20.5 m/s，两次碰撞损失的动能：答案1.25 J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()A0.6v B0.4vC0.2v D0.1v三、碰撞满足的条件解析若发生弹性碰撞，设碰后A的速度为v1，B的速度为v2，以A的初速度方向为

8、正方向，由动量守恒定律：mvmv13mv2若碰撞过程中损失机械能最大，则碰后两者速度相同，设为v，由动量守恒定律：mv(m3m)v因此选B.答案B课堂要点小结自我检测1(碰撞满足的条件)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7 kgm/s，B球的动量是5 kgm/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()ApA8 kgm/s，pB4 kgm/sBpA6 kgm/s，pB6 kgm/sCpA5 kgm/s，pB7 kgm/sDpA2 kgm/s，pB14 kgm/s解析从动量守恒的角度分析，四个选项都正确；从能量角度分析，A、B碰撞过程中没

9、有其他形式的能量转化为它们的动能，所以碰撞后它们的总动能不能增加碰前B在前，A在后，碰后如果二者同向，一定仍是B在前，A在后，A不可能超越B，所以碰后A的速度应小于B的速度A选项中，显然碰后A的速度大于B的速度，这是不符合实际情况的，所以A错答案BC2(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v0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6解析两个质量相等的小球发生弹性正碰，碰撞过程中动量守恒，动能守恒，碰撞后将交换速度，故D项正确答案D3(非弹性碰撞模型分析)质量分别为300 g和200 g的两个物体在无摩擦的水平面上相向运动，速度分别为50 cm/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解析令v150 cm/s0.5 m/s，v2100 cm/s1 m/s，设两物体碰撞后粘合在一起的共同速度为v，由动量守恒定律得m1v1m2v