2016-2017学年高中物理 第16章 动量守恒定律新人教版选修3-5_4

成才之路 物理 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 人教版 选修 3-5 动量守恒定律 第十六章 第四节 碰 撞 第十六章 学习目标定位1 课堂情景切入2 知识自主梳理3 重点难点突破4 考点题型设计5 课 时 作 业7 易错案例剖析6 学习目标定位 了解什么是弹性碰撞和非弹性碰撞 知道什么是对心碰撞和非对心碰撞及散射现象 会运用动量守恒定律分析、解决碰撞等相互作用的问题 课堂情景切入 下图是马尔西发表的著作中的一幅插图，一颗大理石球对心撞击一排大小相等且同等质料的小球时，运动将传递给 最后一个小球，其余的小球毫无影响。 你能解释这是为什么吗？ 知识自主梳理 1 弹 性碰撞 如果碰撞过程中 _守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞。 2 非 弹 性碰撞 (1)非弹性碰撞：如果碰撞过程中 _不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。 (2)完全非弹性碰撞：是非弹性碰撞的特例，这种碰撞的特点是碰后 _(或碰后具有共同的 速度 )，其动能损失 _。 弹 性碰撞和非 弹 性碰撞 机械能 机械能 粘在一起 最大 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 _的连线在同一条直线上，碰 撞之后两球的速度仍会沿着 _。 2 非 对 心碰撞 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 _的连线不在同一条直线上， 碰撞之后两球的速度都会 _原来两球心的连线。 对 心碰撞与非 对 心碰撞 两球心 这条直线 两球心 偏离 1 定 义 微观粒子碰撞时，微观粒子相互接近时并不象宏观物体那样 _而发生的碰撞。 2 散射方向 由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率 _，所以多数粒子碰撞后飞向四面八方。 散射 相互接触 很小 重点难点突破 一、瞬 时 作用 (爆炸、碰撞、打 击 )的特点 1 瞬 时 作用的相互作用 时间 和相互作用力的特点 (1)瞬时作用的相互作用时间很短。 (2)在相互作用过程中，相互作用力先是急剧增大，然后再急剧减小，平均作用力很大，远远大于外力，因此作用 过程的动量可看成守恒。 2 位移的特点 碰撞、爆炸、打击过程是在一瞬间发生的，时间极短，所以在物体发生碰撞、爆炸、打击的瞬间可忽略物体的位移 。可以认为物体在碰撞、爆炸、打击前后在同一位置。 3 能量的特点 爆炸过程系统的动能增加，碰撞、打击过程系统的动能不会增加，可能减少，也可能不变。 二、三种碰撞 类 型的特点 1 弹 性碰撞 碰撞过程中不仅动量守恒，而且机械能守恒，碰撞前后系统动能相等。同时，在碰撞问题中常做动量和动能的换算 。 2 非 弹 性碰撞 碰撞过程中动量守恒，碰撞结束后系统动能小于碰撞前系统动能。减少的动能转化为其他形式的能量。 3 完全非 弹 性碰撞 碰撞过程中动量守恒，碰撞结束后两物体结合为一整体以相同的速度运动，系统动能损失最大。 特 别 提醒： (1)当遇到两物体发生碰撞的问题，不管碰撞环境如何，要首先想到利用动量守恒定律。 (2)对心碰撞是同一直线上的运动过程，只在一个方向上列动量守恒方程即可，此时应注意速度正、负号的选取。 答案： 超速 C v木 1m/s这一假设是合理的，碰撞后小球被弹回来 D v木 1m/s这一假设是可能发生的，但由于题给条件不足， v球 的大小不能确定 答案： B 解析： 假 设这 一 过 程可以 实现 ，根据 动 量守恒定律得 m1v m1v1 m2v木 ，代入数据解得 v1 10m/s， 这 一 过 程 不可能 发 生，因 为 碰撞后的机械能增加了。 四、 弹 性碰撞的 规 律 实 例： A球碰撞原来静止的 B球。 答案： 由于小球发生了弹性碰撞，碰撞中的动量和动能都守恒，发生了速度、动能的 “传递 ”。 考点题型设计 弹 性碰撞 答案： D 点 评 ： 在分析碰撞 问题时应 从以下三个方面入手： 是否 遵守 动 量守恒定律， 系 统 的 动 能 应 如何 变 化， 碰撞的 结 果 与各物体的运 动 情况是否符合 实际 。 答案： M 非 弹 性碰撞 (1)弹丸与靶盒 A碰撞刚结束时的瞬时速度的大小； (2)弹丸打入靶盒 A的过程中，弹丸与靶盒共同损失的机械能； (3)弹丸打入靶盒 A后，弹簧的最大弹性势能。 答案： (1)0.2m/s (2)0.98J (3)0.01J 答案： (1)0.3 m/s (2)非弹性碰撞 开放 探究 答案： 用重水减速效果更好。 易错案例剖析 A小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为 v1、 v2、 v3，满足： (M m0)u Mv1 mv2 m0v3 B摆球的速度不变，小车和木块的速度变为 v1和 v2，满足： Mu Mv1 mv2 C摆球的速度不变，小车和木块的速度变为 v，满足； Mu (M m)v D小车和摆球的速度都变为 v1，木块的速度为 v2，满足： (M m0)u (M m0)v1 mv2 易 错 分析： 选择 A、 D的一个共同原因，是认为在碰撞的过程中，单摆也参与了碰撞，选 A是认为三 者发生碰撞，因而各自有一个速度；而选 D的同学认为，单摆与小车连在一起，所以两者的速度始终相同。 正确解答： 由于碰撞时间极短，所以单摆相对小车没有发生摆动，即摆线对球的作用力原来是竖直向上 的，现在还是竖直向上的，没有水平方向的分力，未改变小球的动量，实际上单摆没有参与这个碰撞过程，所以单摆的速度 不发生变化，因此，选项中应排除 A、 D。 因为单摆的速度不变，所以，研究对象选取小车和木块所构成的