·課件編輯說明·高中物理選擇性必修第一冊RJ浙江省5彈性碰撞和非彈性碰撞1.了解彈性碰撞和非彈性碰撞.2.會分析具體實例中的碰撞特點及類型.3.會用動量、能量的觀點解決生產(chǎn)生活中與一維碰撞相關(guān)的實際問題..經(jīng)過前面四節(jié)的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)從實驗到理論,再從理論到實驗,對碰撞中的動量守恒有了較為清晰的認(rèn)識.碰撞是生活中常見的現(xiàn)象.碰撞時物體間相互作用持續(xù)時間很短,相互作用力很大,滿足動量守恒條件.本節(jié)的設(shè)計以碰撞實例為載體,經(jīng)歷實驗探究、理論推導(dǎo),在真實情境中建立彈性碰撞和非彈性碰撞的相關(guān)概念.教材創(chuàng)設(shè)了兩個小球彈性碰撞的情境,先引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用動量守恒定律和機械能守恒定律去解決典型的碰撞問題,推導(dǎo)兩個小球在彈性碰撞后的速度表達式.隨后,又引導(dǎo)學(xué)生從一般到特殊,對三種特殊情況展開討論,得出碰后兩球末速度的表達式,便于快速判斷與評估生活中實際現(xiàn)象對應(yīng)的碰撞類型.學(xué)生通過對彈性碰撞和非彈性碰撞的討論,進一步加深對動量和動能的理解,提升運動與相互作用觀及能量觀.本節(jié)課的重點內(nèi)容是理解彈性碰撞與非彈性碰撞的概念及特點,并能應(yīng)用兩個定律解決與生產(chǎn)生活相關(guān)的實際問題.新課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)業(yè)質(zhì)量水平

1.知道什么是彈性碰撞、非彈性碰撞和完全非彈性碰撞

2.會用動量、能量的觀點綜合分析、解決碰撞問題

1.知道彈性碰撞和非彈性碰撞的特點,從能量變化的角度分析彈性碰撞和非彈性碰撞

2.能綜合運用運動與相互作用觀念、能量觀念、動量觀念和守恒思想研究碰撞問題學(xué)習(xí)任務(wù)一:彈性碰撞和非彈性碰撞[教材鏈接]

閱讀教材第20頁,填寫碰撞的分類與特點的相關(guān)知識彈性碰撞

碰撞過程中機械能

非彈性碰撞

碰撞過程中機械能

完全非彈性碰撞

碰撞后合為一體或碰后具有共同速度,這種碰撞動能損失

守恒不守恒最大學(xué)習(xí)任務(wù)一:彈性碰撞和非彈性碰撞[科學(xué)推理]

如圖所示,質(zhì)量分別為m1、m2的兩個大小相同的球分別以速度v1、v2在光滑的水平面上沿同一直線運動,其中v2>v1,兩球碰撞后粘在一起以速度v運動.系統(tǒng)碰撞前、后動量守恒,有

.

碰撞后系統(tǒng)動能損失ΔEk=

.

m1v1+m2v2=(m1+m2)v

BD學(xué)習(xí)任務(wù)一:彈性碰撞和非彈性碰撞

學(xué)習(xí)任務(wù)一:彈性碰撞和非彈性碰撞變式

[2020·蒼南中學(xué)月考]甲、乙兩個物塊在光滑水平桌面上沿同一直線運動.甲追上乙,并與乙發(fā)生碰撞,碰撞前后甲、乙的速度隨時間的變化如圖中實線所示.已知甲的質(zhì)量為1kg.則碰撞過程兩物塊損失的機械能為 (

)A.3J B.4JC.5J D.6JA

學(xué)習(xí)任務(wù)一:彈性碰撞和非彈性碰撞碰撞的特點(1)時間的特點:在碰撞現(xiàn)象中,相互作用的時間很短.(2)相互作用力的特點:在相互作用過程中,相互作用力先是急劇增大,然后急劇減小,平均作用力很大.(3)滿足動量守恒條件的特點:系統(tǒng)的內(nèi)力遠遠大于外力,所以系統(tǒng)即使所受合外力不為零,外力也可以忽略,系統(tǒng)的總動量守恒.(4)位移的特點:碰撞過程是在一瞬間發(fā)生的,時間極短,在物體發(fā)生碰撞的瞬間,可忽略物體的位移,認(rèn)為物體在碰撞前、后處于同一位置.學(xué)習(xí)任務(wù)一:彈性碰撞和非彈性碰撞

學(xué)習(xí)任務(wù)二:彈性碰撞實例分析條件碰后速度情況m1=m2

v'1=0,v'2=v1,即二者碰后交換速度m1?m2

v'1=v1,v'2=2v1,表明入射球的速度不變,被碰球以2v1的速度被撞出去m1?m2

v'1=-v1,v'2=0,表明入射球被反向以原速率彈回,而被碰球仍靜止例2

如圖所示,B、C、D、E、F五個小球并排放置在光滑的水平面上,B、C、D、E四個球質(zhì)量相等,而F球的質(zhì)量小于B球,A球的質(zhì)量等于F球.若A球以速度v0向B球運動,所發(fā)生的碰撞均為彈性碰撞,則碰撞之后 (

)A.5個小球靜止,1個小球運動

B.4個小球靜止,2個小球運動C.3個小球靜止,3個小球運動

D.6個小球都運動C學(xué)習(xí)任務(wù)二:彈性碰撞實例分析[解析]

A與B相碰時,由于A的質(zhì)量小于B,故A被彈回,B獲得速度與C碰撞,由于發(fā)生的碰撞為彈性碰撞且兩球質(zhì)量相等,故B靜止,C獲得速度,同理,C和D的碰撞及D與E的碰撞都是如此,E獲得速度后與F碰撞的過程中,由于E的質(zhì)量大于F,故碰后E、F都向右運動,所以碰撞之后,A、E、F三球運動,B、C、D三球靜止.學(xué)習(xí)任務(wù)二:彈性碰撞實例分析變式

現(xiàn)有甲、乙兩滑塊,質(zhì)量分別為3m和m,以相同的速率v在光滑水平面上相向運動,發(fā)生了碰撞.已知碰撞后,甲滑塊靜止不動,乙以2v的速率反向彈回,那么這次碰撞是 (

)A.彈性碰撞

B.非彈性碰撞C.完全非彈性碰撞

D.條件不足,無法確定A

學(xué)習(xí)任務(wù)二:彈性碰撞實例分析1.兩個物體發(fā)生正碰時交換速度的條件:①質(zhì)量相等;②發(fā)生彈性碰撞.2.一個運動的物體與一個靜止的物體發(fā)生彈性碰撞后,主動碰撞的物體可能靜止,也可能反向運動,還可能沿原方向運動.關(guān)鍵條件是主動碰撞物體的質(zhì)量與被動碰撞物體的質(zhì)量的大小關(guān)系.學(xué)習(xí)任務(wù)二:彈性碰撞實例分析[物理觀念]

彈性碰撞和完全非彈性碰撞是碰撞的兩種極限情況,其余的碰撞結(jié)果應(yīng)該是介于這兩種極限情況之間.正碰(即對心碰撞)既不是指彈性碰撞,也不是指完全非彈性碰撞,它是指一維碰撞,即碰撞前、后物體在同一條直線上運動,顯然它既可能是彈性碰撞或完全非彈性碰撞,也可能是一般的非彈性碰撞.學(xué)習(xí)任務(wù)三:碰撞的可行性例3(多選)[2021·金華一中月考]甲、乙兩球在光滑水平軌道上同向運動,已知它們的動量分別是p1=4kg·m/s,p2=6kg·m/s,甲從后面追上乙并發(fā)生碰撞,碰后乙球的動量變?yōu)?kg·m/s,則兩球質(zhì)量m1與m2間的關(guān)系可能是 (

)A.3m1=m2 B.4m1=m2C.5m1=m2 D.6m1=m2AB

學(xué)習(xí)任務(wù)三:碰撞的可行性變式

(多選)質(zhì)量為m、速度為v的A球跟質(zhì)量為3m、靜止的B球發(fā)生正碰,碰撞可能是彈性碰撞,也可能是非彈性碰撞,因此,碰撞后B球的速度可能有不同的值.碰撞后B球的速度可能為 (

)A.0.6v B.0.4v

C.0.3v D.0.2vBC

學(xué)習(xí)任務(wù)三:碰撞的可行性學(xué)習(xí)任務(wù)三:碰撞的可行性1.如圖所示,兩滑塊A、B在光滑水平面上沿同一直線相向運動,滑塊A的質(zhì)量為m,速度大小為2v0,方向向右,滑塊B的質(zhì)量為2m,速度大小為v0,方向向左,則兩滑塊發(fā)生彈性碰撞后的運動狀態(tài)是 (

)A.A和B都向左運動B.A和B都向右運動C.A靜止,B向右運動D.A向左運動,B向右運動D[解析]根據(jù)動量守恒定律可知,碰撞前的總動量為0,碰撞后的總動量也要為0,碰撞后要么A、B均靜止,要么A、B朝相反方向運動;由于是彈性碰撞,能量不損失,碰后A、B不可能靜止,故只能A向左運動,B向右運動.

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3.如圖所示,小球B與一輕質(zhì)彈簧相連,并靜止在足夠長的光滑水平面上,小球A以某一速度與輕質(zhì)彈簧正碰.小球A與彈簧分開后,小球B的速度為v.(1)當(dāng)兩個小球與彈簧組成的系統(tǒng)動能最小時,求小球B的速度的大小;(2)若小球B的質(zhì)量m2已知,在小球A與彈簧相互作用的整個過程中,求小球A受到彈簧作用力的沖量.

(2)設(shè)水平向右為正方向,則小球B動量的變化量為m2v,根據(jù)動量守恒定律可知,小球A動量的變化量為-m2v根據(jù)動量定理有I=-m2v,小球A受到彈簧作用力的沖量的大小為m2v,方向水平向左.4.如圖所示,在光滑水平面上A、B兩小球沿同一方向運動,A球的動量pA=4kg·m/s,B球的質(zhì)量mB=1kg,速度vB=6m/s,已知兩球相碰后,A球的動量減為原來的一半,方向與原方向一致.求:(1)碰撞后B球的速度大小;(2)A球質(zhì)量mA的取值范圍.

1.(彈性碰撞)斯諾克運動深受年輕人的喜愛.某選手將質(zhì)量為m的A球以速度v擊出后與質(zhì)量為m的靜止的B球發(fā)生彈性碰撞,則碰撞后B球的速度為(

)A.v B.2v

C.0.5v D.0.2vA

BD

C

4.(碰撞的可行性)(多選)兩個小球A、B在光滑水平面上相向運動,已知它們的質(zhì)量分別是m1=4kg和m2=2kg,A的速度v1=3m/s(設(shè)為正),B的速度v2=-3m/s,則它們發(fā)生正碰后