碰撞的拓展模型课件-高二上学期物理人教版选择性

主讲老师：石莹1.5.2碰撞模型的拓展

人教版（2019）高中物理选择性必修第一册1物理观念：我会区分弹性碰撞和非弹性碰撞不同。2科学思维：我能分析相互作用的两物体系统的能量变化。3科学探究：我能经历对复杂相互作用的探究过程，自己选择相互作用过程，并等效成弹性碰撞或完全非弹性碰撞，尝试用科学探究的方法研究物理问题。4科学态度与责任：我能具有学习和研究物理的好奇心与求知欲，形成探索自然的内在动力，严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度、。学习目标复习回顾：碰撞的分类按碰撞后系统动能是否损失分类按碰后物体运动方向分类动能不变：弹性碰撞动能损失：非弹性碰撞动能损失最多：完全非弹性碰撞特例正碰：斜碰：碰撞前后运动速度与两球心的连线在同一条直线上碰撞前后运动速度与两球心的连线不在同一条直线上一、弹簧模型——驱动问题现有两个质量相等得红色和蓝色小球，处在光滑且无限长的水平面上。两小球中间由一轻质弹簧连接。给红色小球一个向右的初速度。仔细观察两小球的运动以及弹簧的状态。任务：弹簧有哪些状态？弹簧最短或最长时两小球的速度特点？一、弹簧模型（水平面光滑、弹簧连接）V0BBAA状态1：弹簧处于原长，B静止状态2：弹簧压缩到最短（形变量最大），二者共速VABA状态3：弹簧恢复原长，A、B获得新速度VB讨论探究：1、A、B相互作用过程A、B以及弹簧组成的系统动量守恒吗、机械能守恒吗？系统动能之和守恒吗？为什么？2、根据碰撞中按照动能是否损失的分类，我们可以将A、B相互作用过程：状态1到状态2、状态1到状态3等效成什么碰撞？为什么？V共一、弹簧模型（水平面光滑、弹簧连接）V0BBAA状态1：弹簧处于原长状态2：弹簧压缩到最短（形变量最大），二者共速VABA状态3：弹簧恢复原长，A、B获得新速度VB状态1到状态2：弹簧形变量最大弹簧弹性势能最大系统动能损失最大完全非弹性碰撞等效①动量守恒：

②机械能守恒：

V共一、弹簧模型（水平面光滑、弹簧连接）V0BV共BAA状态1：弹簧处于原长状态2：弹簧压缩到最短（形变量最大），二者共速VABA状态3：弹簧恢复原长，A、B获得新速度VB状态1到状态3：弹簧无形变量弹簧弹性势为0系统动能无损失弹性碰撞等效①动量守恒：

②机械能守恒：

1．如图，A、B、C三个木块的质量均为m，置于光滑的水平面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端分别与木块B、C相连，弹簧处于原长状态，现A以初速v0沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起，碰撞时间极短，内力远大于外力。（1）A、B碰撞后的速度v？（2）在以后的运动过程中，求弹簧具有的最大弹性势能Ep？（1）碰撞过程A、B系统动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律有

解得（2）当A、B、C具有共同速度时，弹簧具有最大弹性势能，设弹簧的最大弹性势能为，碰后至A、B、C速度相同的过程中，系统动量守恒根据碰后系统的机械能守恒得解得：二、板块模型（无限长）一个质量为m的滑块以初速度v0冲上静止在光滑水平面上质量为M的无限长的木板之后，滑块带动木板向前运动一段时间后两者相对静止。两者间的动摩擦因数为μ。思考与探究：（1）系统动量守恒吗？机械能守恒吗？（2）初状态到最终共速可以等效成什么碰撞？（3）滑块和木板最终的速度（4）系统损失的机械能和系统增加的内能（5）滑块在木板上滑行的距离完全非弹性碰撞

【例2】将质量为m=2kg的物块,以水平速度v0=5m/s射到静止在光滑水平面上的平板车上（无限长）,小车的质量为M=8kg,物块与小车间的摩擦因数μ=0.4,取g=10m/s2.(1)最终共同速度是多少？(2)整个过程中产生了多少热量？v0解：(1)物、车系统在水平方向上动量守衡

(2)由能量守恒

三、滑块—1/4光滑圆弧槽模型如图所示，接触面光滑，一质量为m的小滑块A以速度v0的速度滑上静止在光滑水平面上的质量为M的1/4光滑圆弧滑块B上探究一：A、B相互作用过程中动量守恒吗？机械能守恒吗？系统动能之和变吗？探究二：若A始终未脱离圆弧轨道B，A、B相互作用过程中，可以将什么过程等效成什么碰撞？ABR三、滑块—1/4光滑圆弧槽模型（未脱离）状态2：小物块到达最高点状态3：小物块再次滑到圆弧底部状态1：小物块刚滑上圆弧状态1到状态2：小滑块滑到最高点小滑块重力势能最大系统动能损失最大完全非弹性碰撞V共①水平方向系统动量守恒：

②系统机械能守恒：hRBBBAAA

三、滑块—1/4光滑圆弧槽模型（未脱离）状态2：小物块到达最高点状态3：小物块再次滑到圆弧底部状态1：小物块刚滑上圆弧状态1到状态3：小滑块再次滑到最低点小滑块重力势为0系统无动能损失弹性碰撞V共①水平方向系统动量守恒：

②系统机械能守恒：V1V2hRAAABBB

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Rh与R无关！