《2022粤教版选修(3-5)1.1《物体的碰撞》word学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022粤教版选修(3-5)1.1《物体的碰撞》word学案（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2022粤教版选修(3-5)1.1物体的碰撞word学案【学习目标】1、知识与技能（1）了解历史上对碰撞问题的研究过程（2）知道生活中各种各样的碰撞形式（3）知道弹性碰撞与非弹性碰撞（4）能正确表达弹性碰撞和非弹性碰撞的特征，会用能量守恒的关系分析弹性与非弹性碰撞现象2、过程与方法经历不同弹性的物体间的碰撞的实验探究过程，知道区分常用方法，培养分析推理的能力。3、情感、态度与价值观感受不同碰撞的区别，培养勇于探索的精神。【学习重点】弹性碰撞与非弹性碰撞【知识要点】1、 碰撞：相互运动的物体相遇，在极短的时间内，通过相互作用，运动状态发生显著变化的过程叫碰撞。以物体间碰撞形式分类以物体间碰撞前后
2、两物体的总动能是否发生变化分类碰撞的种类正碰斜碰弹性碰撞非弹性碰撞完全非弹性碰撞 2、 （1）（完全）弹性碰撞：在弹性力的作用下，系统内只发生机械能的转移，无机械能的损失，称完全弹性碰撞。（2）非弹性碰撞：非弹性碰撞：在非弹性力的作用下，部分机械能转化为物体的内能，机械能有了损失，称非弹性碰撞。（3）完全非弹性碰撞：在完全非弹性力的作用下，机械能损失最大（转化为内能等），称完全非弹性碰撞。碰撞物体粘合在一起，具有相同的速度。【典型例题】例1、在光滑的水平面上，有质量分别为m1、m2的钢球沿一条直线同向运动， m1、 m2的速度分别是v1、v2，(v1、v2)m1与m2发生弹性正碰。求碰后两钢球
3、的速度。则由动量守恒定律和动能守恒可以列出以下方程利用（3）式和（4）式，可讨论以下两种特殊情况：A如果两物体质量相等，即m1=m2，则可得 B如果一个物体是静止的，例如质量为m2的物体在碰撞前是静止的，即v2=0，则可得这里又可有以下几种情况ab质量较大的物体向前运动。cd以原速率反弹回来，而质量很大的物体几乎不动。例如橡皮球与墙壁的碰撞。e速度几乎不变，而质量很小的物体获得的速度是原来运动物体速度的2倍，这是原来静止的物体通过碰撞可以获得的最大速度，例如铅球碰乒乓球。分析：例2下面是一个物理演示实验，如图所示，它显示：自由下落的物体A和B经反弹后，能上升到比初始位置高得多的地方。A是某种材
4、料做成的实心球，质量m1=0.28kg，在其顶部的凹坑中插着质量为m2=0.10kg的木棍B。B只是松松地插在凹坑中，其下端与坑底之间有小空隙。将此装置从A下端离地板的高度H=1.25m处由静止释放。实验中，A触地后在极短时间内反弹，且其速度大小不变；接着木棍B脱离球A开始上升，而球A恰好停留在地板上。求木棍B上升的高度。（重力加速度g=10m/s2）解析：本题考查了学生对物理问题的分析、理解及处理的能力，如何迅速建立物理模型，迅速分析得出各个运动过程及其遵循的物理规律。 根据题意，A碰地板后，反弹的速度大小v1等于它下落到地面时速度的大小，即v1=5m/s，A刚反弹后，速度向上，立即与下落的
5、B碰撞，碰前B的速度v2=v1=5m/s。 由题意，碰后A速度为零，以v2表示B上升的速度，根据动量守恒，（以向上为正方向）：m1v1-m2v2=m2v2 得v2=9m/s B上升的高度为h= v22/2g=4.05m点评:本题以一个演示实验设置情景,要求考生运用所学知识解决物体相互作用后的运动情况,有一定难度.在运用动量守恒定律时,应先选取一个正方向,以此为基准,确定所有物理量的正负.用正负表示速度方向,一直是学生的难点,复习中应注意.【当堂反馈】1、 在光滑的水平地面上放有一质量为M带光滑弧形槽的小车，一质量为m的小铁块以速度v沿水平槽口滑去，如图所示。（设m不会从左端滑离M）求： 、小车
6、的最大速度？、若M=m则铁块从右端脱离小车后将作什么运动？2、如图所示，AB是光滑的曲杆，BC是光滑的水平支杆。一被穿在曲杆上质量为m的小球P从距水平支杆某高度处，以某一速度顺曲杆滑下，它与质量为M被穿在BC杆上静止的物体Q相碰撞，碰后P又沿原路返回，后来又从AB上滑下，设BC杆无限长，碰撞过程中无能量损失，求： 、如果它们能发生第二次碰撞，必须满足什么条件？、如果使球P在第二次碰撞后的速度与碰撞前的速度方向相反，必须满足什么条件？【参考答案】1、分析和解：当铁块滑至最大高度后返回时，M仍在作加速运动，其最大速度是在铁块从右端脱离小车时。而铁块和小车间挤压、分离过程，属于弹性碰撞模型，有：mv
7、=mv1+Mv2mv2=mv12+ Mv22得：v1=v，v2=v当M=m时，v1=0，v2=v，所以铁块将作自由落体运动。启示：碰撞中的一些有用的结论，有时也可用于解决碰撞类的问题。2、分析与解：设球P与物体Q第一次碰撞前，球P的速度为v，碰撞后球P的速度为v1、物体Q的速度为v2，则由机械能守恒、动量守恒定律可知：mv=mv1+Mv2mv2=mv12+ Mv22得：v1=v，v2=v由于碰后P又沿原路返回，所以v10，即必须有m M。由于曲杆光滑，因此当球P第二次从曲杆滑到水平杆上时，速度大小不变但方向相反，即发生第二次碰撞前，速度变成了- v1，如果能碰上物体Q，必须满足- v1v2-v
8、v所以，设和分别表示P、Q第二次碰撞后的速度，则由机械能守恒、动量守恒定律可知：M v2-m v1= M+m mv12+ Mv22=m2+M2解得=要使球P在第二次碰撞后的速度与碰撞前的速度方向相反，必须满足0这个条件，即0其解为或 此解不满足题意，因如果它满足，根据的结论可知将不会发生第二次碰撞，故应舍掉。所以满足条件的应为【反思】收获疑问【阅读资料】一维弹性碰撞的普适性结论：在一光滑水平面上有两个质量分别为、的刚性小球A和B，以初速度、运动，若它们能发生碰撞（为一维弹性碰撞），碰撞后它们的速度分别为和。我们的任务是得出用、表达和的公式。、是以地面为参考系的，将A和B看作系统。由碰撞过程中系
9、统动量守恒，有有弹性碰撞中没有机械能损失，有由得由得将上两式左右相比，可得 即或碰撞前B相对于A的速度为，碰撞后B相对于A的速度为，同理碰撞前A相对于B的速度为，碰撞后A相对于B的速度为，故式为或， 其物理意义是：碰撞后B相对于A的速度与碰撞前B相对于A的速度大小相等，方向相反；碰撞后A相对于B的速度与碰撞前A相对于B的速度大小相等，方向相反；故有：结论1：对于一维弹性碰撞，若以其中某物体为参考系，则另一物体碰撞前后速度大小不变，方向相反（即以原速率弹回）。联立两式，解得下面我们对几种情况下这两个式子的结果做些分析。若，即两个物体质量相等 ， ，表示碰后A的速度变为，B的速度变为 。故有：结论
10、2：对于一维弹性碰撞，若两个物体质量相等，则碰撞后两个物体互换速度（即碰后A的速度等于碰前B的速度，碰后B的速度等于碰前A的速度）。若，即A的质量远大于B的质量这时，。根据、两式，有 ， 表示质量很大的物体A（相对于B而言）碰撞前后速度保持不变若，即A的质量远小于B的质量这时，。根据、两式，有 ， 表示质量很大的物体B（相对于A而言）碰撞前后速度保持不变综合，可知：结论3： 对于一维弹性碰撞，若其中某物体的质量远大于另一物体的质量，则质量大的物体碰撞前后速度保持不变。至于质量小的物体碰后速度如何，可结合结论1和结论3得出。以为例，由结论3可知，由结论1可知，即，将代入，可得，与上述所得一致。以上结论就是关于一维弹性碰撞的三个普适性结论。
