物理选择性必修 第一册碰撞备课ppt课件

这是一份物理选择性必修 第一册碰撞备课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了新知课丨必备知识解读，释疑惑重难拓展，探考法教材深挖，解题课丨关键能力构建，提素养深度学习，考试课丨核心素养聚焦，新考法开放探究等内容，欢迎下载使用。
1 碰撞过程的动量特点和能量特点
2 碰撞的分类
特别提醒 关于碰撞的两点提醒 1.自然界中，多数的碰撞实际都属于非弹性碰撞.真正的弹性碰撞，只有在分子、原子及更小的粒子之间才会发生. 2.碰撞可能发生在空间中，也可能发生在一个平面内，还可能发生在一条直线上.高中阶段一般只讨论发生在直线上的碰撞问题.
3 从形变的角度理解弹性碰撞和非弹性碰撞 （1）若两个物体碰撞时发生的形变是弹性形变，则在碰撞过程中只发生动能和弹性势能之间的相互转化，总机械能保持不变，该碰撞为弹性碰撞. （2）若两个物体碰撞时发生的形变是非弹性形变，则碰撞后系统的动能有损失，该碰撞为非弹性碰撞.
拓展延伸 对心碰撞和非对心碰撞
1.对心碰撞 两球碰撞时,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,也叫对心碰撞或一维碰撞.如图1-5-1所示.
（碰撞前后两球速度都沿同一条直线,两球组成的系统在这个方向上动量守恒.）
2.非对心碰撞
如果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,碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线.这种碰撞称为非对心碰撞,也叫斜碰.如图1-5-2所示.
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例1-1 两个人在冰面上相向滚动两个完全相同的小球，两个小球碰撞后恰好都静止，下列说法正确的是( )
A.两个小球碰前瞬间动量相同B.两个人对小球做的功不相等C.碰撞过程是弹性碰撞D.两个小球碰前瞬间动能相等
（2）1932年，英国物理学家查德威克研究了这种射线，并用这种中性射线与质量已知的氢核和氮核分别发生碰撞，认为这种碰撞是完全弹性的，如图1-5-4所示.他在实验中先测出了碰撞后氢核和氮核的速度，然
（3）中子的发现揭开了原子核的神秘面纱，开创了人类认识原子核的新纪元.查德威克因发现中子而获得了1935年的诺贝尔物理学奖.
后根据动量守恒定律和能量守恒定律求出了这种中性粒子的质量.
知识点3 弹性碰撞和完全非弹性碰撞的规律
1 规律分析
（2）过程分析
（2）若小球碰到滑块后两者粘在一起运动，求之后的共同速度.
（3）若小球与滑块的碰撞没有能量损失，求碰撞后小球、滑块的速度.
深挖点 爆炸问题模型
1 概念 爆炸是指在极短时间内释放出大量能量，产生高温，并放出大量气体，在周围介质中造成高压的化学反应或状态变化.
2 爆炸遵循的规律
3 爆炸和碰撞的比较
（2）爆炸过程中炮弹增加的动能.
题型1 对碰撞问题合理性的分析
建构导图明思路
碰撞合理性的三个制约因素
题型2 碰撞过程的图像问题
信息提取析题意
根据图像分析碰撞问题的思路
题型3 多次碰撞的综合问题
微专题 碰撞模型拓展及临界问题
1 模型分析 碰撞的特点是动量守恒，动能不增加.两个物体的相互作用在满足动量守恒定律的条件下经常可当成碰撞处理.此类问题经常涉及相互作用的两物体相距“最近”“最远”或“恰能上升到最高点”等临界情况，其中蕴含的信息是“速度相等”，两物体从开始相互作用到“速度相等”的过程，往往可以看作完全非弹性碰撞.
2 常见模型及临界条件
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（3）弹簧被压缩到最短时的弹性势能.
信息提取析题意
类型2 子弹打木块模型
（2）如果木块不固定，试推理判断子弹能否穿过木块；
【答案】子弹能穿过木块
（3）在（2）的情况下，木块和子弹的最终速度分别为多大？
建构导图明思路
（1）
子弹打木块模型的分析方法子弹打木块模型和滑块—滑板模型类似,都是通过滑动摩擦力发生相互作用,当系统所受合外力为零时系统的动量守恒,系统的机械能一般不守恒，多用动能定理、功能关系求解.
子弹打木块模型涉及下列几条主要的力学规律.
（1）当小车、车厢、物体以共同速度运动时,物体相对车厢的位移大小（设物体不会从车厢上滑下）;
（2）从绳拉紧到小车、车厢、物体具有共同速度所需的时间.
思路点拨本题中小车与车厢间由松弛的绳子相连接，必须明确在绳拉紧瞬间，物体仍处于静止状态，而小车与车厢则有共同的速度，相当于两者之间发生了完全非弹性碰撞，两者组成的系统机械能不守恒.
分析绳连接体相互作用问题的要点在绳连接体中，物体与物体之间的相互作用是通过轻绳发生的,因为绳子不可伸长且不考虑质量，则：（1）绳连接体作用时间极短,内力很大，这时不管系统受不受外力作用,一般都可以视为动量守恒.（2）绳虽不可伸长,但有能量损失.物体间的相互作用是通过绳子传递的,且绳子受力后系统会有一部分动能转化为绳子的内能.所谓绳子“不可伸长”,只是说明绳连接体间相互作用时间短,而不是说绳子在物体相互作用的过程中不消耗能量.
类型4 光滑圆弧轨道模型
类型5 滑块—滑板模型
（1）滑块相对木板静止时，求它们的共同速度大小；
（2）某时刻木板速度是滑块的2倍，求此时滑块到木板最右端的距离；
（3）若滑块轻放在木板最右端的同时，给木板施加一水平向右的外力，使得木板保持匀速直线运动，直到滑块相对木板静止，求此过程中滑块的运动时间以及外力所做的功.
考向1 考查弹性碰撞问题
本题以两相同滑块在斜坡和水平面上的运动为素材，创设了探究两滑块的运动规律、碰撞过程中的动量和能量变化关系的问题情境，主要考查弹性碰撞、动量守恒定律和能量守恒定律等知识点，重点考查考生的理解能力和推理论证能力.
考向2 考查经典模型—— 子弹打木块
【解析】
第二种情况：子弹击穿了木块
（用平均速度求位移）
（用函数求极值）
考向3 考查多过程中的动量问题
本题以水平与半圆形轨道和物块组成的系统为素材，考查了圆周运动与动量守恒的综合问题，涉及多个运动过程的分析，主要考查了动量守恒定律、机械能守恒定律、圆周运动、匀变速直线运动等知识的应用，重点考查考生的理解能力与推理论证能力.
考法解读力学综合问题的求解离不开力学三大观点：以牛顿运动定律和匀变速直线运动规律为核心的力的观点、以动能定理和机械能守恒定律为核心的能的观点、以动量定理和动量守恒定律为核心的动量的观点，这类问题常以计算题的形式出现，往往涉及多个物体、多个过程，通常还会涉及临界问题、多解问题、分类讨论等开放性问题，综合性比较强，常常作为压轴题出现.
（1）求小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小；
（2）求小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小；
（1）求小物块与小球碰撞前瞬间，小物块的速度大小；
（2）求小物块与小球碰撞过程中，两者构成的系统损失的总动能；
习题课丨学业质量测评
1.两个物体碰撞前后，下列说法可以成立的是( )
A.作用后的总机械能比作用前大，但总动量守恒B.作用前后总动量均为零，但总动能守恒C.作用前后总动能为零，而总动量不为零D.作用前后总动量守恒，而系统内各物体的动量增量的总和不为零
【解析】碰撞过程作用时间短，作用力强，满足动量守恒的条件，故碰撞过程动量是守恒的，碰撞后的机械能不可能大于碰撞前的机械能，故A错误；如果质量相同的两个物体以大小相等的速度相向运动，发生弹性正碰，则作用前后总动量均为零，且总动能守恒，故B正确；两物体作用前后总动能为零，说明两物体均处于静止状态，则总动量一定为零，C错误；两物体作用前后总动量守恒，系统内各物体动量增量的总和即系统总动量的增量应为零，D错误.
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对滑块，由动能定理得
（1）求弹簧被锁定时的弹性势能；