物理弹性碰撞和非弹性碰撞学案

这是一份物理弹性碰撞和非弹性碰撞学案，共4页。
1.知道弹性碰撞和非弹性碰撞的特点(重点)。
2.了解对心碰撞的概念(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)。
4.理解实际碰撞中应遵循的三个原则，会对碰撞的可能性进行分析判断(难点)。
一、弹性碰撞和非弹性碰撞
利用不同的实验装置先后进行小车碰撞实验：第一组实验在两辆小车间安装撞针和橡皮泥，碰撞后两辆小车粘在一起运动；第二组实验拿掉撞针和橡皮泥，两辆小车正常碰撞；第三组实验在小车间安装了弹性碰撞架。下表为通过三组实验数据得到的碰撞前后的总动能和总动量，请观察以下数据，寻找规律：
(1)不同方案中的碰撞实验，在误差允许的范围内，系统的总动量守恒(选填“守恒”或“不守恒”)。
(2)碰撞前后的动能：第一组碰撞实验中，碰撞之后的动能小于碰撞前的动能；第二组碰撞实验中，碰撞之后的动能小于碰撞前的动能；第三组碰撞实验中，在误差允许的范围内，碰撞之后的动能等于碰撞前的动能(均选填“大于”“小于”或“等于”)。
碰撞的分类
(1)弹性碰撞：系统在碰撞前后动能不变。系统动量守恒，系统机械能守恒。
(2)非弹性碰撞：系统在碰撞前后动能减少。系统动量守恒，系统机械能不守恒，损失的动能转化为其他形式的能(一般为内能)。
说明：在非弹性碰撞中，若碰撞后两者合为一体，具有相同的速度，此过程中损失的动能最大，这种碰撞称为完全非弹性碰撞。
例1 如图所示，光滑水平面上一只质量为5.0 kg的保龄球，撞上一只原来静止、质量为1.5 kg的球瓶。此后球瓶以3.0 m/s的速度向前飞出，而保龄球以2.0 m/s的速度继续向前运动，求：
(1)碰撞前保龄球的速度大小；
(2)通过计算判断该碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞。
答案 (1)2.9 m/s (2)非弹性碰撞
解析 (1)设碰撞前保龄球的速度为v1，根据动量守恒定律有Mv1＝Mv1'＋mv2
解得v1＝2.9 m/s
(2)保龄球和球瓶组成的系统初、末动能分别为
Ek0＝12Mv12＝21.025 J
Ek1＝12Mv1'2＋12mv22＝16.75 J
因为Ek1m2时，v1'与v1方向相同，v2'与v1方向相同，且v1'