辽宁省大连经济技术开发区得胜高级中学人教高中物理选修35课件164碰撞共45张

1、导入新课 赛车发生碰撞 飞机坠毁发生爆炸 碰撞是自然界中普遍存在的一种 现象，大到宇宙中天体与天体之间 的碰撞，小到微观世界粒子与粒子 之间的碰撞，日常生活中，我们也 能随处可见各种各样的碰撞现象。 能否举例说说生活中你所见到过的 碰撞现象呢？ 游乐场里，碰碰车之间的碰 撞能给人们带来欢乐 台球的碰撞 保龄球碰撞 1994年7月，“苏梅克列维”9 号彗星的碎片与木星发生了猛烈碰撞， 在木星上留下的“伤痕”几乎达到地 球的大小；微观粒子之间的碰撞甚至 能使一种粒子转化为其他粒子 第四节碰撞 教学目标 1.知识与技能 了解不同类型的碰撞，认识碰撞的特点。 理解碰撞类问题的处理思想。 会用动量守恒定

2、律定量分析一维弹性碰撞的特点。 会定性分析二维弹性碰撞，了解中子的发现过程。 通过探究一维弹性碰撞的特点，体验科学探究的过程 （由简单到复杂），掌握科学探究的方法（理论和实验相结 合）。 理解从研究宏观碰撞到微观碰撞的引申思路，体验这种 引申的重大意义，并进一步感受动量守恒定律的普适性。 2. 过程与方法 培养实事求是和理论联系实际的品质。在理论与实验探 究中，培养学生合作、交流的意识。 通过了解中子的发现过程，体验科学的猜想(卢瑟福预 言中子的存在)和科学精神(合作与交流)的重要性。 3. 情感态度与价值观 教学重难点 重点 碰撞类问题的处理思想以及一维弹性碰撞的定量分析。 难点 通过定性研

3、究二维弹性碰撞，理解从研究宏观碰撞到微观 碰撞的引申思路。 本节导航 如图所示：一个钢球与另一个静止的钢球相碰，如果两个钢 球的质量相等，第一个钢球停止运动，第二个钢球能摆到同样的 高度，说明这个碰撞过程中没有能量损失，碰撞过程能量守恒。 两个物体的质量都是m，碰撞以前一个物体静止，另一个以 速度v向它撞去。碰撞后两个物体黏在一块儿，成为一个质量 为2m的物体，以速度v。 这个过程中能量守恒吗？ 实验 碰撞过程中动量守恒 mv=2mv V =v/2 碰前动能：Ek=mV2 2 碰后动能：E k=mV 2/2=mV2/8 碰撞过程中动量守恒、动能不守恒。 两小球发生碰撞 （1）、定义： 如果碰撞

4、过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞， 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。 （2）、注意： 碰撞后两物体粘在一起的碰撞叫完全非弹性碰撞。这种碰 撞机械能损失最大。 （3）、 物体m1以速度v1与原来静止的物体m2碰撞，碰 撞后他们的速度分别为v1 和v2 则表达式是： 1 21 21 1 v mm mm v 1 21 1 2 2 v mm m v 当两个物体质量相等 0 1 v 1 2 vv 表示第一个物体的速度由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。 1 1 vv1 2 2vv 当第一个物体的质量比第二个物体的质量大的多时： 表

5、示碰撞后第一个物体的速度没有改变，而第二个物体以2v1 的速度被撞出去。 当第一个物体的质量比第二个物体小的多时： 1 1 vv0 2 v 表示碰撞后第一个物体被撞回去，医院来的方向运动，而第二 个物体仍然静止。 碰撞过程中系统动量守恒 22 112211 vmvmvmvm 弹性碰撞中没有机械能损失 2 22 2 11 2 22 2 11 2 1 2 1 2 1 2 1 vmvmvmvm 21 12122 1 2 mm vmmvm v 21 21211 2 2 mm vmmvm v 若v2=0时，结论与前面的是否相 同？ 2221 11 vvmvvm 2 2 2 22 2 1 2 11 vvm

6、vvm 2 21 1 vvvv 12 1 2 vvvv即 21 2 1 vvvv或 碰撞后B相对于A的速度与碰撞前B相对于A的速度大小 相等，方向相反 碰撞后A相对于B的速度与碰撞前A相对于B的速度大 小相等，方向相反 由动量和能量关系又可得出： （1）、定义： 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两 球心的连线在同一条直线上，碰撞之后两球的速度仍会沿着这条直 线。这种碰撞称为正碰，也叫对心碰撞。 两小球发生对心碰撞 碰撞前碰撞后 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 与两球心的连线不在同一条直线上，碰撞后两球的速度都会偏离 原来两球心的连线。这种碰撞称为非对

7、心碰撞。 两小球发生非对心碰撞 碰撞前碰撞后 发生对心碰撞的两个物体，碰撞前后的速度都沿同一条直线，他 们的动量也都沿这条直线，可以在这个方向上应用动量守恒定律。 发生非对心碰撞的两个物体，碰撞前后的速度不与原来的速度在 同一条直线所以非对心碰撞是平面内的二维问题。 （1）、定义： 微观粒子的碰撞叫做散射 课堂小结 1、如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞，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。 2、碰撞后两物体粘在一起的碰撞叫完全非弹性碰撞。这种碰撞机 械能损失最大。 “两动”弹性碰撞 1 101 12 2 mvmvmv 222 1 101 122 111 22

8、2 m vm vm v 1210 1 12 ()mm mm v v 110 2 12 2m mm v v “一动一静”弹性碰撞 动量 对比速度 1210220 1 1212 ()2 + mmm mmmm vv v 2120110 2 1212 ()2mmm mmmm vv v 2222 1 102201 122 1111 2222 mvm vmvm v 1 102201 122 mvm vmvm v 能量 高考链接 （2007全国理综卷24） 1、如图所示，质量为m的由绝缘材料制成的球与质量为M=19m的金属球 并排悬挂。现将绝缘球拉至与竖直方向成=600的位置自由释放，下摆后 在最低点与金属

9、球发生弹性碰撞。在平衡位置附近存在垂直于纸面的磁场。 已知由于磁场的阻尼作用，金属球将于再次碰撞前停在最低点处。求经过 几次碰撞后绝缘球偏离竖直方向的最大角度将小于450。 解：设小球m的摆线长度为l小球m在下落过 程中与M相碰之前满足机械能守恒： 解得： 说明小球被反弹，而后小球又以反弹速度和小球M发生碰撞， 满足： 解得： 当n=2时， 当n=3时， 所以 最多碰撞3次 （2007山东理综38题问） 2、在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨 等常用作减速剂。中子在重水中可与 21H核碰撞减速，在石墨中 与 126C核碰撞减速。上述碰撞可简化为弹性碰撞模型。某反应堆 中快中子与

10、静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次 碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？ 靶核质量为M，由动量守恒定律及动能守恒得 设中子质量为 n m 012nn mmM 222 012 111 222 nn mmM 10 n n mM mM 解得： 10 1 3 2Mu在重水中靶核质量： 在石墨中靶核质量： 12Mu 10 11 13 2007全国理综24（19分） 3、用放射源钋的射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就 是所谓铍“辐射”。1932年，查德威克用铍“辐射”分别照射（轰击）氢和氮 （它们可视为处于静止状态），测得照射后铍“辐射”方向高速运动的氢核和氮

11、核的速度之比为7.0。查德威克假设铍“辐射”是由一种质量不为零的中性粒子 构成的，从而通过上述实验在历史上首次发现了中子。假定铍“辐射”中的中性 粒子与氢或氮发生弹性正碰，试在不考虑相对论效应的条件下计算构成铍“辐射” 的中性粒子的质量。（质量用原子质量单位等于一个12C原子量的十二分之一。 取氢核和氮核的质量分别为1.0 。）（直接运用碰撞知识解题） 由动量守恒与动能守恒得： 氢核的质量为mH。构成铍“辐射”的中性粒子与氢核发 生弹性正碰，碰后两粒子的速度分别为 解：设构成铍“副射”的中性粒子的质量和速度分别为m和 H 和 HH mmm 22 2 111 222 HH mmm 2 H H m

12、 mm 解得： 同理，对于质量为mN的氮核，其碰后速度为 2 N N m mm NNHH HN mm m 得： 1.2mu 得： 7.0 HN 又： 1、甲乙两船自身质量为120 kg，都静止在静水中，当一个质量为 30 kg的小孩以相对于地面6 m/s的水平速度从甲船跳上乙船时，不计阻 力，甲、乙两船速度大小之比v甲 v乙=_ 课堂练习 5：4 2、质量m1=1 kg的物体，以某一初速度在水平面上滑行，与另一 物体相碰，碰撞前后它们的位移随时间变化的情况如图所示.若取 g=10 m/s2，则m2=_kg. 3 3、A、B两球在光滑水平面上做相向运动，已知mAmB.当两球 相碰后，其中一球停止，则可以断定（ ） A碰前A的动量等于B的动量 B碰前A的动量大于B的动量 C若碰后A的速度为零，则碰前A的动量大于B的动量 D若碰后B的速度为零，则碰前A的动量大于B的动量 C 4、放在光滑水平面上的A、B两小车中间夹着一个压缩轻质弹簧，用两 手分别控制小车使小车处于静止状态.下列说法中正确的是（ ） A两手同时放开后，两车的总动量为零 B先放开右手，后放开左手，两车的总动量为零 C先放开左手，后放开右手，两车的总动量为零 D两手放开有先后，两车总动量不守恒 AD 教材习题解答 1、解：根据动量守恒定律知：滑块的速度大小为5cm/s。方向 与质量为600g的滑块的速