高中碰撞导学案

这是一份高中碰撞导学案，共13页。
学习目标 1.通过实验,了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。2.定量分析碰撞问题并能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象。3.能够应用动量守恒定律和能量守恒定律分析碰撞问题。
知识点一 弹性碰撞和非弹性碰撞
碰撞是我们日常生活中经常见到的现象,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)




1.碰撞的特点
(1)时间特点:碰撞现象中,相互作用的时间很短,相对物体运动的全过程可忽略不计。
(2)相互作用力特点:在碰撞过程中,系统的内力远大于外力,所以碰撞过程可视为动量守恒。
2.碰撞的分类
(1)弹性碰撞:碰撞过程中,系统总机械能保持不变。
(2)非弹性碰撞:碰撞过程中,有一部分机械能转化为其他形式的能量。
(3)完全非弹性碰撞:两物体碰后粘在一起,以相同的速度运动。
3.三类碰撞动量和机械能关系
思考 如图为两刚性摆球碰撞时的情景。
(1)两球质量相等,将一球拉到某位置释放,发现碰撞后,入射球静止,被碰球上升到与入射球释放时同样的高度,说明了什么?
(2)若碰撞后两球粘在一起,发现两球上升的高度仅是入射球释放时的高度的四分之一,说明了什么?

例1 质量为m1和m2的两个物体在光滑的水平面上正碰,碰撞时间不计,其位移—时间图像如图所示。已知m1=1 kg,求:
(1)m2的大小;
(2)两个物体的碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞?





碰撞与x-t图像结合问题的解题思路
(1)首先找到碰撞时刻,区分碰撞前、后的x-t图线。
(2)根据x-t图像的斜率得出碰撞前后两物体的速度。
(3)根据动量守恒定律和能量关系列式求解。
训练1 在冰壶世锦赛上中国队以8∶6战胜瑞典队,收获了第一个世锦赛冠军。若队长王冰玉在最后一投中,将质量为19 kg的冰壶推出,运动一段时间后以0.4 m/s的速度正碰静止的瑞典队冰壶,然后中国队冰壶以0.1 m/s的速度继续向前滑向大本营中心。两冰壶质量相等,则下列判断正确的是( )
A.瑞典队冰壶碰后的速度为0.3 m/s,两冰壶之间的碰撞是弹性碰撞
B.瑞典队冰壶碰后的速度为0.3 m/s,两冰壶之间的碰撞是非弹性碰撞
C.瑞典队冰壶碰后的速度为0.5 m/s,两冰壶之间的碰撞是弹性碰撞
D.瑞典队冰壶碰后的速度为0.5 m/s,两冰壶之间的碰撞是非弹性碰撞
知识点二 碰撞模型实例分析
如图所示,小球2静止在光滑水平面上,完全相同的小球1以速度v0射来并与小球2发生弹性碰撞,试通过计算分析碰撞后小球1与小球2的运动情况。




1.英国物理学家 ,借助微观粒子碰撞过程中的动量守恒和能量守恒发现了中子。
2.正碰:碰撞前后两物体的速度都沿 ,也叫对心碰撞。
3.“动撞静”弹性碰撞模型
在光滑水平面上质量为m1的小球以速度v1与质量为m2的静止小球发生弹性正碰。同时满足动量守恒定律和能量守恒定律,
即m1v1=m1v1'+m2v2'
12m1v12=12m1v1'2+12m2v2'2
可得碰后两个小球的速度分别为
v1'= ,v2'= 。
(1)若m1=m2,则有v1'= ,
v2'= ,即碰撞后两球速度互换。
(2)若m1>m2,v1'和v2'都是正值,表示v1'和v2'都与v1方向 。
若m1≫m2,v1'=v1,v2'=2v1,表示m1的速度不变,m2以2v1的速度被撞出去。
(3)若m1