物理选择性必修 第一册5 弹性碰撞和非弹性碰撞学案

这是一份物理选择性必修 第一册5 弹性碰撞和非弹性碰撞学案，共4页。学案主要包含了弹性碰撞和非弹性碰撞，弹性碰撞的实例分析，碰撞的可能性等内容，欢迎下载使用。

1.知道弹性碰撞、非弹性碰撞的特点(重点)。
2.了解对心碰撞和非对心碰撞的概念(重点)。
3.能运用动量和能量的观点分析解决一维碰撞的实际问题(重难点)。
一、弹性碰撞和非弹性碰撞
1．碰撞是我们日常生活中常见到的现象，台球桌上台球的碰撞(图甲)，汽车碰撞测试中两车的相向碰撞(碰撞后均静止)(图乙)等，这些碰撞有哪些相同点？又有哪些不同？(从动量和能量的角度进行分析)
甲 乙
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2．在本章第一节图1.1－2 实验中，碰撞后两车粘在一起，总动能减少。
(1)碰撞过程中总动能减小的原因是什么？
(2)是否可以改变小车质量和碰前速度使碰撞前后总动能不变？
(3)为了尽量减少总动能的损失，可以对实验装置怎么进行改进？
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知识梳理：
1．碰撞的特点
(1)时间特点：在碰撞现象中，相互作用的时间很短。
(2)相互作用力的特点：在相互作用过程中，相互作用力先是急剧增大，然后急剧减小，平均作用力很大。
(3)动量守恒条件的特点：系统的内力远远大于外力，所以系统即使所受合外力不为零，外力也可以忽略，系统的总动量守恒。
(4)位移特点：碰撞过程是在一瞬间发生的，时间极短，在物体发生碰撞的瞬间，可忽略物体的位移，认为物体在碰撞前后仍在同一位置。
(5)能量特点：碰撞前总动能Ek与碰撞后总动能Ek′，满足Ek≥Ek′。
2．碰撞的分类
(1)弹性碰撞：系统在碰撞前后动能______。
(2)非弹性碰撞：系统在碰撞后动能______。
二、弹性碰撞的实例分析
如图所示，质量为m1的小球A以速度v1向右与质量为m2的静止小球B发生碰撞，若两者间的碰撞是弹性碰撞且两球碰撞前后的速度均在一条直线上。
根据下列提示，求碰后A、B两球的速度v1′、v2′。
碰撞过程中动量守恒，表达式为_______________________________________
_________①
碰撞前后动能相等，表达式为___________________________________________
_______②
由①式得m1(v1－v1′)＝m2v2′
由②式得m1(v12－v1′2)＝m2v2′2
联立以上两式得v1′＋v1＝v2′
由上面关系式可解得v1′＝________________，v2′＝________________。(请记住这两个结果，以便今后直接使用)
知识梳理：
正碰：两个小球相碰，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________，也叫作________________或________________。
食烤鱼讨论：
1．以碰前物体m1速度的方向为正方向
(1)若m1＝m2，则有v1′＝________，v2′＝________，即碰撞后两球速度________。
(2)若m1>m2，则v1′________0, v2′______0(均填“>”“＝”或“<”)，表示v1′和v2′都与v1方向________(填“相同”或“相反”)。
(3)若m1”“＝”或“<”)，表示v1′与v1方向________(填“相同”或“相反”)。
2．继续思考：
(1)若m1≫m2，则v1′＝________，v2′＝________；
(2)若m1≪m2，则v1′＝________，v2′＝________。
三、碰撞的可能性
碰撞问题遵循的三个原则：
(1)系统动量守恒，即p1＋p2＝p1′＋p2′。
(2)系统动能不增加，即Ek1＋Ek2≥Ek1′＋Ek2′或eq \f(p12,2m1)＋eq \f(p22,2m2)≥eq \f(p1′2,2m1)＋eq \f(p2′2,2m2)。
(3)速度要合理：
碰撞前、后碰撞双方运动速度之间的关系必须合理。如果碰前两物体同向运动，有v后>v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，若碰后两物体同向运动，有v前′≥v后′，否则碰撞还没有结束。
答案：
一、1.相同点是碰撞过程持续时间极短，此过程中内力远大于外力，碰撞满足动量守恒；不同点是碰撞过程中机械能损失有多有少，图甲损失的机械能相比碰撞前的机械能占比较小，图乙损失的机械能相比碰撞前的机械能占比较大。
2．(1)碰撞中有机械能转化为内能。
(2)通过数据分析知不可以。
(3)两辆小车安装弹性碰撞架。
知识梳理
2．(1)不变
(2)减少
二、m1v1＝m1v1′＋m2v2′
eq \f(1,2)m1v12＝eq \f(1,2)m1v1′2＋eq \f(1,2)m2v2′2
eq \f(m1－m2,m1＋m2)v1 eq \f(2m1,m1＋m2)v1
知识梳理
正碰 对心碰撞 一维碰撞
思考与讨论
1．(1)0 v1 互换
(2)> > 相同
(3)< 相反
2．(1)v1 2v1
(2)－v1 0