人教版选修35 碰撞 第1课时 学案.doc

人教版 高中物理选修3-5第16章第4节 碰撞【知识与技能】1认识弹性碰撞与非弹性碰撞，认识对心碰撞与非对心碰撞2了解微粒的散射【过程与方法】通过体会碰撞中动量守恒、机械能守恒与否，体会动量守恒定律、机械能守恒定律的应用。【情感态度与价值观】感受不同碰撞的区别，培养学生勇于探索的精神。【教学重难点】教学重点：用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题教学难点：对各种碰撞问题的理解【教学过程】重难点一、碰撞一、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。弹性碰撞与非弹性碰撞1弹性碰撞在弹性力作用下，碰撞过程只产生机械能的转移，系统内无机械能的损失的碰撞，称为弹性碰撞举例：通常情况下的钢球、玻璃球等坚硬物体之间的碰撞及分子、原子等之间的碰撞皆可视为弹性碰撞注：弹性碰撞后的物体不发生永久性的形变，不裂成碎片，不黏在一起，不发生热传递及其他变化弹性碰撞的规律实例：a球碰撞原来静止的b球。规律动量mav0mavambvb动能mavmavmbv碰后a、b球速度a球vav0b球vbv0讨论mambva0，vbv0，两球碰后交换了速度mambva0，vb0，va、vb与v0同向mambva0，碰后a球被弹回来2非弹性碰撞(1)非弹性碰撞：受非弹性力作用，使部分机械能转化为内能的碰撞称为非弹性碰撞(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黏在一起(或碰后具有共同的速度)，其动能损失最大注：碰撞后发生永久性形变、黏在一起、摩擦生热等的碰撞往往为非弹性碰撞3碰撞中的临界问题相互作用的两个物体在很多情况下皆可当作碰撞处理，那么对相互作用中两物体相距恰“最近”、相距恰“最远”或刚好上升到“最高点”等一类临界问题，求解的关键都是“速度相等”具体分析如下：(1)如下图甲所示，光滑水平面上的a物体以速度v去撞击静止的b物体，a、b两物体相距最近时，两物体速度必定相等，此时弹簧最短，其压缩量最大(2)如上图乙所示，物体a以速度v0滑到静止在光滑水平面上的小车b上，当a在b上滑行的距离最远时，a、b相对静止，a、b两物体的速度必定相等(3)如图所示，质量为m的滑块静止在光滑水平面上，滑块的光滑弧面底部与桌面相切，一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来设小球不能越过滑块，则小球到达滑块的最高点时(即小球竖直方向上的速度为零)，两物体的速度肯定相等(方向为水平向右)【典型例题】两块质量都是m的木块a和b在光滑水平面上均以速度v0/2向左匀速运动，中间用一根劲度系数为k的轻弹簧连接着，如图所示。现从水平方向迎面射来一颗子弹，质量为m/4，速度为v0，子弹射入木块a并留在其中。求：(1)在子弹击中木块后的瞬间木块a、b的速度va和vb的大小。(2)在子弹击中木块后的运动过程中弹簧的最大弹性势能。【答案】(1)vavb(2)epmmv【解析】(1)在子弹打入木块a的瞬间，由于相互作用时间极短，弹簧来不及发生形变，a、b都不受弹力的作用，故vb；由于此时a不受弹力，木块a和子弹构成的系统在这极短过程中不受外力作用，选向左为正方向系统动量守恒：(m)va解得va(2)由于木块a、木块b运动方向相同且vav前，否则无法实现碰撞。碰撞后，原来在前的物体的速度一定增大，且原来在前的物体的速度大于或等于原来在后的物体的速度，即v前v后，否则碰撞没有结束，如果碰前两物体是相向运动，则碰后，两物体的运动方向不可能都不改变，除非两物体碰撞后速度均为零。【典型例题】(多选)如图所示，在光滑的水平面上，有a、b两个小球a球的动量为10 kgm/s，b球的动量为12 kgm/s.a球追上b球并相碰，碰撞后，a球的动量变为8 kgm/s，方向没变，则a、b两球质量的比值可能为()a0.5 b0.6c0.65 d0.75【审题指导】通常有如下三种因素制约着碰撞过程(1)动量制约：即碰撞过程必须受到动量守恒定律的制约；(2)动能制约：即碰撞过程，碰撞双方的总动能不会增加；(3)运动制约：即碰撞过程还将受到运动的合理性要求的制约【答案】bc【解析】a、b两球同向运动，a球追上b球要满足vavb.两球碰撞过程中动量守恒，且动