1.4 美妙的守恒定律[学习目标]1.了解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞.2.会用动量、能量观点综合分析,解决一维碰撞问题.3.掌握弹性碰撞的特点,并能解决相关类弹性碰撞问题.一、弹性碰撞和非弹性碰撞[导学探究] 1.如图 1 所示,相同的钢球 A、B 用长度相等的丝线悬挂起来,使 B 球自然下垂,处于静止状态,拉起 A 球,放开后与 B 球相撞,发现碰撞后 A 球静止下来,而 B 球能上升到与 A 球原来相同的高度.那么 A、B 两球在碰撞前后的动量变化多少?动能变化多少?图 1答案 碰撞前 B 静止,由机械能守恒定律可得 mgL(1-cosθ)=mvA2解得:vA=.碰撞前二者总动量为:p1=mvA+mvB=m总动能为:Ek1=mvA2+mvB2=mgL(1-cosθ).碰撞后 A 静止,对 B 球:由机械能守恒定律可得:mvB′2=mgL(1-cosθ)解得:vB′=可知碰撞后二者总动量:p2=mvB′+mvA′=m.总动能为:Ek2=mvB′2+mvA′2=mgL(1-cosθ).所以 A、B 两球组成的系统碰撞前后:Δp=0,ΔEk=0,即碰撞前后,动量守恒,机械能守恒.2.如图 2 甲、乙所示,两个质量都是 m 的物体,物体 B 静止在光滑水平面上,物体 A 以速度 v0正对 B 运动,碰撞后两个物体粘在一起,以速度 v 继续前进,两物体组成的系统碰撞前后的总动能守恒吗?如果不守恒,总动能如何变化?甲 乙图 2答案 不守恒.碰撞时:mv0=2mv因此 v=碰撞前系统的总动能:Ek1=mv02碰撞后系统的总动能:Ek2=·2mv2=mv02所以 ΔEk=Ek2-Ek1=mv02-mv02=-mv02,即系统总动能减少了 mv02.[知识梳理] 弹性碰撞和非弹性碰撞的特点和规律1.碰撞特点:碰撞时间非常短;碰撞过程中内力远大于外力,系统所受外力可以忽略不计;可认为碰撞前后物体处于同一位置.2.弹性碰撞(1)定义:在物理学中,动量和动能都守恒的碰撞叫做弹性碰撞.(2)规律动量守恒:m1v1+m2v2=m1v1′ + m 2v2′机械能守恒:m1v12+m2v22=m1v1′2+m2v2′23.非弹性碰撞(1)定义:动量守恒,动能不守恒的碰撞叫做非弹性碰撞.(2)规律:动量守恒:m1v1+m2v2=m1v1′ + m 2v2′机械能减少,损失的机械能转化为内能|ΔEk|=Ek 初-Ek 末=Q4.完全非弹性碰撞(1)定义:两物体碰撞后“合”为一体,以同一速度运动的碰撞.(2)规律:动量守恒:m1v1+m2v2=(m1+m2)v 共碰撞中机械能损失最多|ΔEk|=m1v12+m2v22-(m1+m2)v 共2[即学即用]1.判断下列说法的正误.(1)发生碰撞的两个物...