高中物理 第十六章 第四节 碰撞学案(新人教版)选修3-5

1、第十六章 动量守恒定律4 碰撞【学习目标】1.了解弹性碰撞非弹性碰撞和完全非弹性碰撞，对心碰撞和非对心碰撞.会应用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题；2.了解散射和中子的发现过程，体会理论对实践的指导作用，进一步了解动量守恒定律的普适性；3.加深对动量守恒定律和机械能守恒定律的理解，能运用这两个定律解决一些简单的与生产、生活相关的实际问题。【重点难点】1.用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题学2.对各种碰撞问题的理解【课前预习】一、弹性碰撞和非弹性碰撞1、弹性碰撞过程中机械能是_的。2、非弹性碰撞过程中机械能是_的。3、在光滑水平面上，质量为m1的小球以速度v1与质量为m2的静止

2、小球发生弹性正碰，根据动量守恒和机械能守恒：m1v1=_,(m1v12)/2=_.碰后两个小球的速度分别为：v1=_v2=_。(1)若m1m2，v1和v2都是正值，表示v1和v2都与v1方向_。若m1m2，v1=v1，v2=2v1，表示m1的速度不变，m2以2v1的速度被撞出去）(2)若m1m2，v1为负值，表示v1与v1方向_，m1被弹回。若m1m2，v1=-v1，v2=0，表示m1被反向以原速率弹回，而m2仍静止 (3) 若m1=m2，则有v1=0，v2=v1，即碰撞后两球速度互换.二、对心碰撞和非对心碰撞1、对心碰撞前后，物体的运动方向_，也叫正碰。2、非对心碰撞前后，物体的运动方向_，

3、也叫斜碰。高中阶段只研究正碰的情况。三、散射1、微观粒子碰撞时，微观粒子相互接近时并不发生_。2、由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率_所以_粒子碰撞后飞向四面八方。【预习检测】1光滑水平面上的两个物体发生碰撞，下列情形可能成立的是 ( )A碰撞后系统的总动能比碰撞前小，但系统的总动量守恒B碰撞前后系统的总动量均为零，但系统的总动能守恒C碰撞前后系统的总动能均为零，但系统的总动量不为零D碰撞前后系统的总动量、总动能均守恒2在光滑水平面上相向运动的A、B两小球发生正碰后一起沿A原来的速度方向运动，这说明原来 ( )AA球的质量一定大于B球的质量 BA球的速度一定大于B球的速度CA球的动量一定大于

4、B球的动量 DA球的动能一定大于B球的动能3在一条直线上相向运动的甲、乙两个小球，它们的动能相等，已知甲球的质量大于乙球的质量，它们发生正碰后可能发生的情况是 ( )A甲球停下，乙球反向运动B甲球反向运动，乙球停下C甲球、乙球都停下D甲球、乙球都反向运动4在光滑水平面上，动能为E0、动量大小为p0的小球A与静止的小球B发生正碰，碰撞前后A球的运动方向与原来相反，将碰撞后A球的动能和动量大小分别记为E1、p1，B球的动能和动量大小分别记为E2、p2，则必有 ( )AE0E1 BE0E2Cp0p1 Dp0p25质量为m的小球A，在光滑的水平面上以速度v与静止在光滑水平面上的质量为2m的小球B发生正

5、碰，碰撞后，A球的动能变为原来的，则碰撞后B球的速度大小可能是( )Av Bv Cv Dv【参考答案】课前预习：一、1、守恒；2、有损失；3、m1v1+m2v2,(1/2)m1v12+(1/2)m2v22(m1-m2)v1/(m1+m2),2m1v1/(m1+m2),相同，相反。二、1、在同一条直线上；2、不在一条直线上。三、1、直接接触；2、很小，多数。预习检测: 1、AD 2、C 3、A D 4、ACD 5、AB 堂中互动【典题探究】【例1】如图1641所示，在光滑的水平支撑面上，有A、B两个小球A球动量为10 kgm/s，B球动量为12 kgm/s.A球追上B球并相碰，碰撞后，A球动量变

6、为8 kgm/s，方向没变，则A、B两球质量的比值为()A0.5B0.6C0.65 D0.75 图1641【解析】A、B两球同向运动，A球要追上B球要有条件：vAvB.两球碰撞过程中动量守恒，且动能不会增多，碰撞结束要有条件：vBvA.由vAvB得，即0.83由碰撞过程动量守恒得：pApBpApB，pB14 kgm/s由碰撞过程的动能关系得0.69由vBvA得，0.57所以0.570.69选项B、C正确【例2】如图1642所示，物块质量m4 kg，以速度v2 m/s水平滑上一静止的平板车，平板车质量M16 kg，物块与平板车之间的动摩擦因数0.2，其他摩擦不计(g取10 m/s2)，求：(1)

7、物块相对平板车静止时物块的速度；(2)要使物块在平板车上不滑下，平板车至少多长？图1642【解析】(1)二者组成的系统动量守恒，取v方向为正设共同速度为v，则有mv(Mm)v代入数据解得v0.4 m/s.(2)设平板车至少长为L，由能量守恒有：mgLmv2(mM)v2代入数据解得L0.8 m.【例3】如图1643所示，倾角为的斜面上静止放置三个质量均为m的木箱，相邻两木箱的距离均为l.工人用沿斜面的力推最下面的木箱使之上滑，逐一与其他木箱碰撞每次碰撞后木箱都粘在一起运动整个过程中工人的推力不变，最后恰好能推着三个木箱匀速上滑已知木箱与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度为g.设碰撞时间极短，求：(1)工人的推力；(2)三个木箱匀速运动的速度；(3)在第一次碰撞中损失的机械能图1643【解析】(1)设工人的推力为F，则有F3mg(sincos)(2)设第一次碰撞前瞬间木箱速度为v1，由功能关系得Flmglsinmglcosmv 设碰撞后两木箱的速度为v2，由动量守恒得mv12mv2 设再次碰撞前瞬间速度为v3