高中物理 第十六章 动量守恒定律 4 碰撞课堂导引素材 新人教版选修3-5.doc

4 碰撞互动课堂疏导引导1.为什么不能用牛顿第二定律解决碰撞问题牛顿第二定律常用于解决恒力作用的问题，碰撞物体之间的相互作用力是变化的而且变化较快，尽管从理论上讲也可以用牛顿第二定律来研究力的瞬时作用效果，但实际上难以操作.2.碰撞的三种类型碰撞的过程由于作用时间短，内力远大于外力，不论相互碰撞的物体所处的平面是否光滑都可以认为系统动量守恒，但根据碰撞过程中机械能的损失情况可将碰撞分为三种类型.（1）完全非弹性碰撞：两物体碰后合为一个整体，以共同的速度运动，这种碰撞机械能损失最多.（2）弹性碰撞：两物体碰后很短时间内分开，发生的是弹性形变，机械能无损失.（3）非弹性碰撞：两物体碰后虽能分开，但碰撞时间较长，机械能有损失，但不如完全非弹性碰撞的机械能损失大.这种类型的碰撞在练习题中出现得不多.案例光滑水平面上，假设物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性碰撞，碰撞后它们的速度分别为v1和v2.求v1与v2.【解析】 m1和m2相碰后的过程中，水平方向只受碰撞的相互作用力，不受外力，水平方向上动量守恒，则由动量守恒定律得m1v1=m1v1+m2v2又因为在碰撞过程中，机械能守恒：由以上两式不难得出.【讨论】 （1）当m1=m2时，即两个物体质量相等.这时m1-m2=0,m1+m2=2m1,由两式，有v1=0,v2=v1.这表示第一物体的速度由v1变为零，而第二个物体由静止开始运动，运动的速度等于第一个物体原来的速度.（2）若m1m2，即第一个物体的质量比第二个物体大得多，这时m1-m2m1,m1+m2m1,由两式有：v1=v1,v2=2v1这表示碰撞后第一个物体的速度没有改变，而第二个物体以2v1的速度被撞击出去.（3）若m1m2,即第一个物体的质量比第二个物体小得多.这时m1-m2-m2, 0,根据两式有v1=-v1,v2=0这表示碰撞以后第一个物体撞了回去，以原来的速率反向运动，而第二个物体仍然静止.活学巧用【例1】 下列说法正确的是（）a.两小球正碰就是从正面碰撞b.两小球斜碰就是从侧面碰撞c.两小球正碰就是对心碰撞d.两小球斜碰就是非对心碰撞思路解析：两小球碰撞时的速度沿着连心线方向，称为正碰，即对心碰撞；两小球碰前的相对速度不在连心线上，称为斜碰，即非对心碰撞.答案：cd【例2】 举例说明生活中哪些碰撞是完全非弹性碰撞.思路解析：完全非弹性碰撞的两物体碰后完全不反弹，动能损失最大，如一块泥巴摔在地上，一把刀插入木头中拔不出来，子弹射入木块中没有射出，火车站里，一列火车以一定的速度碰撞一列静止的车厢后共同前进，实现挂接.【例3】 质量m1=10 g的小球在光滑的水平面上以v1=30 cm/s的速率向右运动，恰遇上质量m2=50 g的小球以v2=10 cm/s的速度向左运动，碰撞后，小球m2恰好静止.那么碰撞后小球m1的速度是多大？方向如何？思路解析：设v1的方向为正方向（向右），则v1=30 cm/s，v2=-10 cm/s,v2=0据m1v1+m2v2=m1v1+m2v2有1030+50（-10）=10v1解得v1=-20 cm/s负号表示碰撞后，m1的方向与v1的方向相反，即向左.【例4】 如图16-4-1所示，在水平地面上放置一质量为m的木块，一质量为m的子弹以水平速度v射入木块（未穿出），若木块与地面间的动摩擦因数为，求：图16-4-1（1）子弹射入后，木块在地面上前进的距离；（2）射入的过程中，系统的机械能损失.思路解析：（1）设子弹射入木块时，二者的共同速度为v，取子弹的初速度方向为正方向，则有：mv=(m+m)v二者一起沿平面滑动，前进的