第5节 碰 撞 核心素养导学 物理观念 理解弹性碰撞与非弹性碰撞的概念及特点。 科学思维 (1)通过实例分析弹性碰撞并知道其不同情况下的结果。 (2)会用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题。 科学探究 根据相应问题,设计科学探究方案,具备采集和分析数据的能力,探究小车碰撞前后动能的变化。 科学态度与责任 研究生活中的碰撞现象,知道学习物理需要实事求是,有与他人合作的意愿。 一、碰撞的分类 1.弹性碰撞:碰撞过程中,系统总机械能 的碰撞。即碰撞前后两滑块的总动能 的碰撞称为弹性碰撞,又称完全弹性碰撞。 2.非弹性碰撞:碰撞过程中机械能有 ,碰撞后系统的总机械能 碰撞前系统的总机械能。 3.完全非弹性碰撞:碰撞后两物体粘在一起,以相同的速度运动,这种碰撞系统机械能损失 。 [微点拨] 碰撞时内力远大于外力,且碰撞时间极短,系统动量可以看作守恒;如两个物体碰撞后结合在一起为完全非弹性碰撞。 二、中子的发现 1.1928年,德国物理学家玻特用α粒子去轰击金属铍时,发现有一种贯穿力很强的 。 2.法国物理学家约里奥·居里夫妇用玻特发现的射线去轰击石蜡,结果从石蜡中打出了 。 3.1932年,英国物理学家 研究这种中性射线,发现了 。 1.判断下列两种碰撞的类型。 (1)滑块碰撞后分开,属于 碰撞; (2)滑块碰撞后粘连,属于 碰撞。 2.如图所示,打台球时,质量相等的母球与目标球发生碰撞,两个球一定交换速度吗 碰撞一定是对心碰撞吗 新知学习(一)|碰撞的分类和理解 [任务驱动] 牛顿摆是由法国物理学家伊丹马略特最早于1676年提出的,如图甲所示,五个质量相同的钢球由等长的吊绳固定,彼此紧密排列。当摆动最左侧的球并在回摆时碰撞紧密排列的另外四个球,会出现最左侧和中间的三个钢球保持不动,仅有最右边的球被弹出,如图乙所示。请思考为什么 [重点释解] 1.碰撞过程的五个特点 (1)时间特点:在碰撞现象中,相互作用的时间很短。 (2)相互作用力的特点:在相互作用过程中,相互作用力先是急剧增大,然后急剧减小,平均作用力很大。 (3)动量的特点:系统的内力远远大于外力,所以系统即使所受合外力不为零,外力也可以忽略,系统的总动量守恒。 (4)位移特点:碰撞过程时间极短,在物体发生碰撞瞬间,可忽略物体的位移,认为物体在碰撞前后仍在原位置。 (5)能量特点:碰撞前总动能Ek与碰撞后总动能Ek'满足Ek≥Ek'。 2.碰撞的规律 (1)碰撞的种类及遵循的规律 种类 遵循的规律 弹性碰撞 动量守恒,机械能守恒 非弹性碰撞 动量守恒,机械能有损失 完全非弹性碰撞 动量守恒,机械能损失最大 碰后速度相等(或成为一体) (2)特殊的弹性碰撞———运动物体碰静止物体 遵循的规律 动量守恒m1v1=m1v1'+m2v2',机械能守恒m1=m1v1'2+m2v2'2 碰后结果 v1'=v1,v2'=v1 特殊情况 若m1=m2,则v1'=0,v2'=v1 若m1 m2,则v1'=v1,v2'=2v1 若m1 m2,则v1'=-v1,v2'=0 [典例体验] [典例] 质量分别为300 g和200 g的两个物体在无摩擦的水平面上相向运动,速度分别为50 cm/s和100 cm/s。 (1)如果两物体碰撞并粘合在一起,求它们共同的速度大小; (2)求碰撞后损失的动能; (3)如果碰撞是弹性碰撞,求两物体碰撞后的速度大小。 /方法技巧/ 处理碰撞问题的三点提醒 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 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 弄清碰撞过程中存在的关系 能量转化关系、速度关系等 [针对训练] 1.在光滑水平面上,质量为m的小球A正以速度v0匀速运动。某时刻小球A与质量为3m的静止小球B发生正碰,两球相碰后,A球的动能恰好变为原来的。则碰后B球的速度大小是 ( ) A. B. C.或 D.无法确定 ... ...
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