高中物理 第1章 碰撞与动量守恒 1.4 美妙的守恒定律教师用书 沪科版选修3-5-沪科版高二选修3-5物理学案VIP免费

1.4美妙的守恒定律学习目标知识脉络1.知道什么是弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞.(重点)2.会用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题.(难点)3.了解正碰与斜碰.碰撞的分类[先填空]1.从能量角度分类(1)弹性碰撞动量和动能都守恒的碰撞，叫做弹性碰撞.(2)非弹性碰撞碰撞过程中，动量守恒，动能不守恒的碰撞，叫做非弹性碰撞.(3)完全非弹性碰撞两物体碰撞后“合”为一体，以同一速度运动；这种碰撞叫做完全非弹性碰撞.2.从碰撞前后物体运动的方向是否在同一条直线上分类(1)正碰：(对心碰撞)两个球发生碰撞，如果碰撞之前球的速度方向与两球心的连线在同一条直线上，碰撞之后两个球的速度方向仍会沿着这条直线的方向而运动.(2)斜碰：(非对心碰撞)两个球发生碰撞，如果碰撞之前球的运动速度方向与两球心的连线不在同一条直线上，碰撞之后两球的速度方向都会偏离原来两球心的连线而运动.[再判断]1.发生碰撞的两个物体，动量是守恒的.(√)2.发生碰撞的两个物体，机械能是守恒的.(×)3.碰撞后，两个物体粘在一起，动量是守恒的，但机械能损失是最大的.(√)[后思考]两小球发生对心碰撞，碰撞过程中，两球的机械能守恒吗？【提示】两球发生对心碰撞，动量是守恒的，但机械能不一定守恒，只有发生弹性碰撞时，机械能才守恒.[核心点击]11.碰撞的特点(1)时间特点：碰撞现象中，相互作用的时间极短，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.(3)位移特点：在碰撞过程中，由于在极短的时间内物体的速度发生突变，物体发生的位移极小，可认为碰撞前后物体处于同一位置.2.处理碰撞问题的三个原则(1)动量守恒(2)动能不增加(3)速度要合理1.下面关于碰撞的理解正确的是()A.碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程B.在碰撞现象中，一般内力都远远大于外力，所以可以认为碰撞时系统的总动量守恒C.如果碰撞过程中机械能也守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞D.微观粒子的碰撞由于不发生直接接触，所以不满足动量守恒的条件，不能应用动量守恒定律求解E.宏观物体、微观物体的运动都遵守动量守恒定律【解析】碰撞过程中机械能守恒的碰撞为弹性碰撞，C错；动量守恒定律是自然界普遍适用的规律之一.不仅低速、宏观物体的运动遵守这一规律，而且高速、微观物体的运动也遵守这一规律，D错.【答案】ABE2.如图141，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是A向_________运动，B向________运动.图141【解析】选向右为正方向，则A的动量pA＝m·2v0＝2mv0.B的动量pB＝－2mv0.碰前A、B的动量之和为零，根据动量守恒，碰后A、B的动量之和也应为零.【答案】左右3.(2015·山东高考)如图142，三个质量相同的滑块A、B、C，间隔相等地静置于同一水平直轨道上.现给滑块A向右的初速度v0，一段时间后A与B发生碰撞，碰后A、B分别以v0、v0的速度向右运动，B再与C发生碰撞，碰后B、C粘在一起向右运动.滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值.两次碰撞时间均极短.求B、C碰后瞬间共同速度的大小.【导学号：67080010】图142【解析】设滑块质量为m，A与B碰撞前A的速度为vA，由题意知，碰撞后A的速度v′A＝v0，B的速度vB＝v0，由动量守恒定律得mvA＝mv′A＋mvB①设碰撞前A克服轨道阻力所做的功为WA，由功能关系得WA＝mv－mv②2设B与C碰撞前B的速度为v′B，B克服轨道阻力所做的功为WB，由功能关系得WB＝mv－mv′③据题意可知WA＝WB④设B、C碰撞后瞬间共同速度的大小为v，由动量守恒定律得mv′B＝2mv⑤联立①②③④⑤式，代入数据得v＝v0.⑥【答案】v0处理碰撞问题的两点提醒(1)选取动量守恒的系统：若有三个或更多个物体参与碰撞时，要合理选取所研究的系统.(2)弄清碰撞的类型：弹性碰撞、完全非弹性碰撞还是其他非弹性碰撞.两小球弹性碰撞的研究[先填空]如图145在光滑水平面上质量为m1的小球A以速度v1与质量为m2的静止小球B发生弹性正碰.根据动量守恒和机械能守恒：图145m1v1＝m1v1′＋m2v2′.m1v＝m1v1′2...