第四节 碰撞 『判一判』 (1)两物体间发生瞬间碰撞，动量一定守恒，动能可能不守恒。(√) (2)两物体间发生碰撞，动量和动能都守恒。(×) (3)两物体发生斜碰时，动量不守恒。(×) (4)微观粒子的散射现象的发生是因为粒子与物质微粒发生了对心碰撞。(×) (5)碰撞后，两个物体粘在一起，动量是守恒的，但机械能损失是最大的。(√) 『选一选』 质量为ma＝1 kg，mb＝2 kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞，碰撞前后两球的位移—时间图像如图所示，则可知碰撞属于( A ) A．弹性碰撞 B．非弹性碰撞 C．完全非弹性碰撞 D．条件不足，不能确定 解析：由x－t图像知，碰撞前va＝3 m/s，vb＝0，碰撞后va′＝－1 m/s，vb′＝2 m/s，碰撞前动能mav＋mbv＝J，碰撞后动能mava′2＋mbvb′2＝J，故机械能守恒；碰撞前动量mava＋mbvb＝3 kg·m/s，碰撞后动量mava′＋mbvb′＝3 kg·m/s，故动量守恒，所以碰撞属于弹性碰撞。 『想一想』 五个完全相同的金属球沿直线排列并彼此邻接，把最左端的小球拉高释放，撞击后发现最右端的小球摆高，而其余四球不动，你知道这是为什么吗？ 答案：由于小球发生了弹性碰撞，碰撞中的动量和动能都守恒，发生了速度、动能的“传递”。 课内互动探究 细研深究·破疑解难·萃取精华 探究? 碰撞的特点和分类 ┃┃思考讨论1__■ 如图所示，取一只乒乓球，在球上挖一个圆孔，向球内填进一些橡皮泥或碎泡沫塑料，放在桌子的边缘处，将玩具枪平放在桌面上，瞄准球的圆孔，扣动扳机，让子弹射入孔中，与乒乓球一同水平抛出。只需测出球的质量M、子弹的质量m、桌面的高度h和乒乓球落地点离桌子边缘的水平距离s，就可估算出玩具枪子弹的射出速度v。你能推导出计算v的表达式吗？试着做一下这个实验。 答案：能 解析：子弹与乒乓球一起做平抛运动，结合平抛运动规律：s＝v0t，h＝gt2求出平抛初速度v0，此即为子弹与乒乓球作用后的共同速度，再根据动量守恒：mv＝(m＋M)v0可求出玩具枪子弹的射出速度v＝。 ┃┃归纳总结__■ 1．碰撞的种类及特点 分类标准 种类 特点 能量是 否守恒 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 碰撞前后 动量是否 共线 对心碰撞(正碰) 碰撞前后速度共线 非对心碰撞(斜碰) 碰撞前后速度不共线 2．碰撞和爆炸的比较 名称 比较项目 爆炸 碰撞 相 同 点 过程 特点 都是物体间的相互作用突然发生，相互作用的力为变力，作用时间很短，平均作用力很大，且远大于系统所受的外力，所以可以认为碰撞、爆炸过程中系统的总动量守恒。 能量 情况 都满足能量守恒，总能量保持不变 不 同 点 动能、机械能情况 有其他形式的能转化为动能，动能会增加，机械能不守恒。 弹性碰撞时动能不变，非弹性碰撞时动能要损失，动能转化为内能，动能减少，机械能不守恒。 特别提醒 (1)当遇到两物体发生碰撞的问题，不管碰撞环境如何，要首先想到利用动量守恒定律。 (2)对心碰撞是同一直线上的运动过程，只在一个方向上列动量守恒方程即可，此时应注意速度正、负号的选取。 ┃┃典例剖析__■ 典例1 2019年3月16日，世界女子冰壶锦标赛在丹麦锡尔克堡举行，中国队9∶3轻取平昌冬奥会冠军瑞典队，取得开门红。图为比赛中中国运动员在最后一投中，将质量为19 kg的冰壶抛出，运动一段时间后以0.4 m/s的速度正碰静止的瑞典冰壶，然后中国队冰壶以0.1 m/s的速度继续向前滑向大本营中心。若两冰壶质量相等。求： (1)瑞典队冰壶获得的速度。 (2)试判断两冰壶之间的碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞。 解题指导： →→ 解析：(1)由动量守恒定律知mv1＝mv2＋mv3 将v1＝0.4 m/s，v2＝0.1 m/s 代入上式得：v3＝0.3 m/s。 (2)碰撞前的动能E1＝mv＝0.08 m， 碰撞 ... ...
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