高中物理 第一章 碰撞与动量守恒 1.3 动量守恒定律在碰撞中的应用教学案 粤教版选修3-5-粤教版高二选修3-5物理教学案

第三节 动量守恒定律在碰撞中的应用[目标定位] 1.进一步理解弹性碰撞和非弹性碰撞，会用动量和能量的观点解决碰撞问题.2.了解动量守恒定律在研究粒子物理中的重要作用．一、应用动量守恒定律解题的一般步骤1．确定研究对象组成的系统，分析所研究的物理过程是否满足动量守恒的应用条件．2．设定正方向，分别写出系统初、末状态的总动量．3．根据动量守恒定律列方程．4．解方程，统一单位后代入数值进行运算写出结果．二、动量守恒定律的普遍应用1．在自然界中，大到天体的相互作用，小到质子、中子等基本粒子间的相互作用都遵守动量守恒定律．2．动量守恒定律是比牛顿运动定律应用更为普遍的定律．预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中问题 1问题 2问题 3一、对碰撞问题的理解1．碰撞(1)碰撞时间非常短，可以忽略不计．(2)碰撞过程中内力往往远大于外力，系统所受外力可以忽略不计，所以系统的动量守恒．2．三种碰撞类型(1)弹性碰撞动量守恒：m1v10＋m2v20＝m1v1＋m2v2机械能守恒：m1v＋m2v＝m1v＋m2v当 v20＝0 时，有 v1＝v10，v2＝v10推论：质量相等，大小、材料完全相同的弹性小球发生弹性碰撞，碰后交换速度．(2)非弹性碰撞动量守恒：m1v10＋m2v20＝m1v1＋m2v2机械能减少，损失的机械能转化为内能|ΔEk|＝Ek 初－Ek 末＝Q(3)完全非弹性碰撞动量守恒：m1v10＋m2v20＝(m1＋m2)v 共碰撞中机械能损失最多|ΔEk|＝m1v＋m2v－(m1＋m2)v【例 1】 形状、大小完全相同，质量分别为 300 g 和 200 g 的两个物体在光滑的水平面上相向运动，速度分别为 50 cm/s 和 100 cm/s.(1)如果两物体碰撞并粘合在一起，求它们共同的速度大小；(2)求碰撞后损失的动能；(3)如果碰撞是弹性碰撞，求两物体碰撞后的速度大小．答案 (1)0.1 m/s (2)0.135 J(3)0.7 m/s 0.8 m/s解析 (1)v10＝50 cm/s＝0.5 m/s，v20＝－100 cm/s＝－1 m/s，设两物体碰撞后粘合在一起的共同速度为 v，由动量守恒定律得 m1v10＋m2v20＝(m1＋m2)v，代入数据解得 v＝－0.1 m/s，负号表示方向与 v10的方向相反．(2)碰撞后两物体损失的动能为ΔEk＝m1v＋m2v－(m1＋m2)v2＝×0.3×0.52＋×0.2×(－1)2－×(0.3＋0.2)×(－0.1)2 J＝0.135 J.(3)如果碰撞是弹性碰撞，设碰后两物体的速度分别为 v1、v2，由动量守恒定律得m1v10＋m2v20＝m1v1＋m2v2，由机械能守恒定律得m1v＋m2v＝m1v＋m2v，代入数据得 v1＝－0.7 m/s，v2＝0.8 m/s.二、弹性正碰模...