高中物理 第1章 动量守恒研究 第3节 科学探究-维弹性碰撞教师用书 鲁科版选修3-5-鲁科版高中选修3-5物理学案VIP专享VIP免费

第3节科学探究——一维弹性碰撞学习目标知识脉络1.知道非弹性碰撞、完全非弹性碰撞和弹性碰撞的概念和特点．(重点)2．掌握弹性碰撞的规律，能根据弹性碰撞的规律解释判断有关现象和解决有关的问题．(重点)3．会应用动量、能量的观点分析，解决一维碰撞问题．(难点)不同类型的碰撞[先填空]1．非弹性碰撞碰撞过程中物体会有动能损失；即动能不守恒的碰撞称为非弹性碰撞．2．完全非弹性碰撞碰撞后物体结合在一起，动能损失最大的碰撞称为完全非弹性碰撞．3．弹性碰撞碰撞过程中形变能够完全恢复，不发热、发声，没有动能损失的碰撞称为弹性碰撞，又称完全弹性碰撞．[再判断]1．弹性碰撞过程中动量守恒、动能不守恒．(×)2．完全非弹性碰撞，动量守恒，动能也守恒．(×)3．三种碰撞中，动量都守恒．(√)[后思考]日常生活中哪些是弹性碰撞，哪些是完全非弹性碰撞？【提示】弹性碰撞：两钢球间的碰撞，台球中母球和子球间的碰撞．完全非弹性碰撞：子弹打入木块．[核心点击]1．时间特点：碰撞现象中，相互作用的时间极短，相对物体的全过程可忽略不计．2．受力特点：在碰撞过程中，系统的内力远大于外力，外力可以忽略，系统的总动量守恒．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．4．能量的特点：碰撞、打击过程系统的动能不会增加，可能减少，也可能不变．1．下面关于碰撞的理解正确的是()1A．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．(2015·山东高考)如图131所示，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：18850011】图131【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－mv②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．2弹性碰撞的实验研究和规律[先填空]1．实验研究(1)质量相等的两个钢球碰撞时，碰撞后两球交换了速度，可得碰撞前后两球的总动能相等．(2)质量较大的钢球与静止的质量较小的钢球发生弹性碰撞，碰后两球运动方向相同．(3)质量较小的钢球与静止的质量较大的钢球发生弹性碰撞，碰后质量较小的钢球速度方向与原来相反．2．弹性碰撞的规律设质量为m1的小球以速度v1与质量为m2的静止的小球发生弹性碰撞，碰后m1、m2的速度分别为v1′和v2′，由动量守恒和动能守恒有m1v1＝m1v1′＋m2v2′m1v＝m1v′＋m2v′以上两式联立可解得v1′＝v1，v2′＝v1，由以上两式对弹性碰撞实验研究结论的解释：(1)当m1＝m2时，v1′＝0，v2′＝v1，表示碰撞后两球交换速度；(2)当m1＞m2时，v1′＞0，v2′＞0，表示碰撞后两球向前运动；(3)当m1＜m2时，v1′＜0，v2′＞0，表示碰撞后质量小的球被反弹回来．[再判断]1．速...