1.1 碰撞-【步步高】2019版学案导学与随堂笔记物理（教科版选修3-5）

1　碰撞 [学习目标]　1.知道什么是碰撞，会通过实验探究碰撞前后物体动能的变化.2.掌握弹性碰撞和非弹性碰撞． 一、碰撞的定义 做相对运动的两个(或几个)物体相遇而发生相互作用，在很短的时间内，它们的运动状态会发生显著变化，这一过程叫做碰撞． 二、碰撞的分类 1．弹性碰撞：碰撞前后两滑块的总动能不变． 2．非弹性碰撞：碰撞后两滑块的总动能减少了．[来源:学_科_网Z_X_X_K][来源:Zxxk.Com] 3．完全非弹性碰撞：两物体碰后粘在一起，以相同的速度运动． 三、弹性碰撞和非弹性碰撞的区分 1．从形变的角度：发生弹性碰撞的两物体碰后能够恢复原状，而发生非弹性碰撞的两物体碰后不能恢复原状． 2．从动能的角度：发生弹性碰撞的两物体碰撞前后总动能不变，发生非弹性碰撞的两物体碰撞后的总动能减少，在完全非弹性碰撞中动能损失最多. [即学即用]　判断下列说法的正误． (1)两物体碰撞，它们的速度将发生变化．(　√　) (2)在做“探究碰撞前后物体动能的变化”的实验中，气垫导轨应水平放置．(　√　) (3)任何碰撞的两物体，碰撞后总动能一定减少．(　×　) (4)完全非弹性碰撞中动能的减少最多．(　√　) 一、碰撞中的动能变化及碰撞分类 [导学探究]　某实验小组用课本中“探究碰撞前后物体动能的变化”的实验方案，探究碰撞前后物体动能的变化．探究中分别得到了两组数据，如下表所示： m1与静止的m2碰撞，碰后分开(表一) m1/kg m2/kg 碰撞前 碰撞后 m1的速度 v1(m/s) 动能 Ek1(J) m1的速度 v1′(m/s) m2的速度 v2(m/s) 总动能 Ek(J) 0.320 0.220 0.321 ①____ 0.073 3 0.360 ②____ m1与静止的m2碰撞，碰后粘在一起(表二) m1/kg m2/kg 碰撞前 碰撞后 m1的速度v1(m/s) 动能Ek1′(J) m1、m2共同的 速度v(m/s) 总动能 Ek′(J)[来源:学科网ZXXK] 0.240 0.220 0.271 ③____ 0.140 ④____ 计算这两个表格中滑块碰撞前后的总动能．通过比较，你有什么发现？ 答案　①0.016 5　②0.015 1　③0.008 8　④0.004 5 从表一的数据可以看出：在实验误差允许范围内，两滑块碰撞前后的总动能几乎相等． 从表二的数据可以看出：两滑块碰撞前后的总动能并不相等，碰撞后总动能减少了． [知识深化] 1．碰撞的特点 (1)相互作用时间短． (2)作用力变化快． (3)作用力峰值大． 因此其他外力可以忽略不计． 2．碰撞中能量的特点：碰撞过程中，一般伴随机械能的损失，即：Ek1′＋Ek2′≤Ek1＋Ek2. 3．碰撞的类型及区分 (1)弹性碰撞：两个物体碰撞后形变能够完全恢复，碰撞后没有动能转化为其他形式的能，即碰撞前后两物体构成的系统的动能相等． (2)非弹性碰撞：两个物体碰撞后形变不能完全恢复，该过程有动能转化为其他形式的能，总动能减少． (3)完全非弹性碰撞(非弹性碰撞的特例)：两物体碰撞后粘在一起以共同的速度运动，该碰撞过程动能损失最多． 例1　一个质量为2 kg的小球A以v0＝3 m/s的速度与一个静止的、质量为1 kg的小球B正碰，试根据以下数据，分析碰撞性质： (1)碰后小球A、B的速度均为2 m/s； (2)碰后小球A的速度为1 m/s，小球B的速度为4 m/s. 答案　(1)完全非弹性碰撞　(2)弹性碰撞 解析　碰前系统的动能Ek0＝mAv02＝9 J. (1)碰后小球A、B速度均为2 m/s，碰后系统的动能 Ek＝mAvA2＋mBvB2＝(×2×22＋×1×22) J＝6 J＜Ek0，故该碰撞为完全非弹性碰撞． (2)当碰后vA′＝1 m/s，vB′＝4 m/s时，碰后系统的动能 Ek′＝mAvA′2＋mBvB′2＝(×2×12＋×1×42) J＝9 J＝Ek0，故该碰撞为弹性碰撞． 针对训练　如图1所示，有A、B两物体，m1＝3m2，以相同的速率v相向运动，碰撞后A静止，B以2v的速率反弹，那么A、B的碰撞为(　　) 图1 A．弹性碰撞 B．非弹性碰撞 C．完全非弹性碰撞 D．无法判断 答案　A 解析　设m1＝3m，m2＝m 碰撞前总动能Ek＝m1v12＋m2v22＝2mv2 碰撞后总动能Ek′＝m1v1′2＋m2v2′2＝0＋×m(2v)2＝2mv2 因为碰撞前后总动能不变，故为弹性碰撞，A项正确． 二、碰撞模型的拓展 例2　如图2所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，与A质量相等的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞．A、B始终沿同一直线运动，则A、B