高中物理 第十六章 动量守恒定律 4 碰撞同步备课学案 新人教版选修
6页1、我带领班子成员及全体职工,积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习,同时认真学习业务知识,全面提高了自身素质,增强职工工作积极性,杜绝了纪律松散4 碰撞目标定位1.理解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞,了解正碰(对心碰撞)和斜碰(非对心碰撞).2.会应用动量、能量的观点解决一维碰撞问题.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一、弹性碰撞和非弹性碰撞1碰撞(1)碰撞时间非常短,可以忽略不计(2)碰撞过程中内力往往远大于外力,系统所受外力可以忽略不计,所以系统的动量守恒2三种碰撞类型(1)弹性碰撞动量守恒:m1v1m2v2m1v1m2v2机械能守恒:m1vm2vm1v12m2v22弹性碰撞特例:两质量分别为m1、m2的小球发生弹性正碰,v10,v20,则碰后两球速度分别为v1v1,v2v1.若m1m2的两球发生弹性正碰,v10,v20,则碰后v10,v2v1,即二者碰后交换速度若m1m2,v10,v20,则二者弹性正碰后, v1v1,v22v1.表明m1的速度不变,m2以2v1的速度被撞出去若m1m2,v10,v20,则二者弹性正碰后
2、,v1v1,v20.表明m1被反向以原速率弹回,而m2仍静止(2)非弹性碰撞动量守恒:m1v1m2v2m1v1m2v2机械能减少,损失的机械能转化为内能|Ek|Ek初Ek末Q(3)完全非弹性碰撞:碰撞后合为一体或碰后具有共同速度,这种碰撞机械能损失最大动量守恒:m1v1m2v2(m1m2)v共碰撞中机械能损失|Ek|m1vm2v(m1m2)v【深度思考】如何从形变和能量转化两个角度来理解弹性碰撞和非弹性碰撞?答案两物体发生弹性碰撞时,形变属于弹性形变,碰撞结束后形变能够完全恢复,动能和弹性势能之间相互转化,机械能守恒;发生非弹性碰撞时,形变属于非弹性的,碰撞结束后,不能恢复原状,系统的机械能减少,机械能转化为内能【例1】如图1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:图1(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?解析(1)A、B相碰满足动量守恒:mv02mv1得两球跟C球相碰前
3、的速度v11 m/s.(2)两球与C碰撞同样满足动量守恒:2mv1mvC2mv2得两球碰后的速度v20.5 m/s,两次碰撞损失的动能|Ek|mv2mvmv1.25 J.答案(1)1 m/s(2)1.25 J1在碰撞过程中,系统的动量守恒,但机械能不一定守恒2完全非弹性碰撞(碰后两物体粘在一起)机械能一定损失(机械能损失最多)【例2】在光滑的水平面上,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2所示小球A与小球B发生碰撞后,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.图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41两球碰撞过程为弹性碰撞,有:m1v0m1v1m2v2m1vm1vm2v解得2.答案21弹性碰撞遵循的规律:碰撞前、后两物体动量守恒,机械能守恒2弹性碰撞模型特例:一动碰一静模型两质量分别为m1、m2的小球发生弹性正碰,v10,v20
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