【学霸笔记：同步精讲】05 第1章 第4节 弹性碰撞与非弹性碰撞 讲义--高中鲁科物理选择性必修第一册

第4节　弹性碰撞与非弹性碰撞 [学习目标]　 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。 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。 3．探究一维弹性碰撞的规律。 4．科学知识来源于生活实际，能将所学的知识应用于生活实际中。 知识点一　不同类型的碰撞 1．弹性碰撞 碰撞前后系统的总动能_____的碰撞称为弹性碰撞。 2．非弹性碰撞 碰撞过程中机械能有_____的碰撞称为非弹性碰撞。 3．完全非弹性碰撞 碰撞后物体_____，系统的动能损失_____的碰撞称为完全非弹性碰撞。 　这三种碰撞，动量都是守恒的。 1．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)完全非弹性碰撞，动量守恒，动能也守恒。 (　　) (2)速度不同的两个小球碰撞后粘在一起，碰撞过程中没有能量损失。 (　　) (3)碰撞现象中内力远大于外力，所以可认为碰撞时系统的总动量守恒。 (　　) 知识点二　弹性碰撞 1．实验与探究 (1)质量相等的两个钢球碰撞时，碰撞后两球交换了_____，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_____。 (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_____。 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′ ＝ 以上两式联立可解得v1′＝v1，v2′＝v1， 由以上两式对弹性碰撞中运动钢球碰撞静止钢球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_____。 (2)当m1＞m2时，v1′＞0，v2′＞0，表示碰撞后_____向前运动。 (3)当m1＜m2时，v1′＜0，v2′＞0，表示碰撞后质量小的球_____。 　弹性碰撞是一种理想情况，实际的碰撞都有能量损失。 2．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)弹性碰撞过程中动量守恒、动能不守恒。 (　　) (2)两个质量相同的小球发生正碰时一定交换速度。 (　　) (3)质量较大的物体与质量较小且静止的物体发生碰撞时不可能被反弹。 (　　) 3．填空 大小、形状完全相同、质量分别为3 kg和2 kg 的两个物体在无摩擦的水平面上相向运动，速度分别为5 m/s和1 m/s，如果两物体碰撞后并粘在一起，则它们共同的速度大小为_____，方向与_____方向相同。 碰撞是生活中非常常见的现象，如图所示，会发现碰撞的结果多种多样，有的物体碰后分开了，但都朝一个方向运动，有的物体碰后朝两个不同的方向运动。 (1)两个物体碰撞时间极短，碰撞物体组成的系统动量是否守恒？ (2)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？ 考点1　碰撞过程的特点 1．时间特点：在碰撞、爆炸现象中，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．动量守恒条件的特点：系统的内力远远大于外力，所以系统即使所受合力不为零，外力也可以忽略，系统的总动量守恒。 4．位移特点：碰撞过程是在一瞬间发生的，时间极短，在物体发生碰撞的瞬间，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′。 【典例1】　(双选)如图所示，在质量为M的小车中挂着一单摆，摆球质量为m0，小车和单摆以恒定的速度v沿光滑水平地面运动，与位于正前方的质量为m的静止的木块发生碰撞，碰撞的时间极短。在此碰撞过程中，下列情况可能发生的是(　　) A．小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为v1、v2、v3，满足(M＋m0)v＝Mv1＋mv1＋m0v3 B．摆球的速度不变，小车和木块的速度分别变 ... ...