2019年秋粤教版高中物理选修3-5课件+教师用书+分层测试：第1章 第1节　物体的碰撞 (3份打包)

第一节　物体的碰撞 [学习目标]　1.了解历史上对碰撞问题的研究过程；知道生活中各式各样的碰撞形式.2.知道碰撞的主要特点．(重点) 3．知道弹性碰撞和非弹性碰撞．(重点)4.学会用能量的观点分析弹性碰撞和非弹性碰撞．(难点) 一、历史上对碰撞问题的研究及生活中的碰撞现象 1．历史上对碰撞问题的研究 (1)最早发表有关碰撞问题研究成果的是布拉格大学校长马尔西教授． (2)碰撞在物理研究中的贡献 ①通过总结碰撞的规律，为动量守恒定律奠定了基础． ②通过高能粒子的碰撞，发现了许多新粒子，丰富了人们对微观粒子世界的认识，形成了新的基本粒子物理研究领域． 2．生活中的各种碰撞现象 (1)正碰：两个小球碰撞，作用前后沿同一直线运动． (2)斜碰：两个小球碰撞，作用前后不沿同一直线运动． 二、弹性碰撞和非弹性碰撞 1．碰撞的主要特点 相互作用时间短，作用力变化快和作用力峰值大等，因而其他外力可以忽略不计． 2．弹性碰撞 若两个小球碰撞后形变能完全恢复，则没有能量损失，碰撞前后两个小球构成的系统的动能相等，称为弹性碰撞． 3．非弹性碰撞 若两个小球碰撞后它们的形变不能完全恢复原状，这时将有一部分动能最终会转变为其他形式的能，碰撞前后系统的动能不再相等，我们称之为非弹性碰撞． 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)通过高能粒子的碰撞，实验物理学家相继发现的新粒子，多数都是理论上预言的． (×) (2)生活中的各种碰撞现象都是有害的． (×) (3)在宏观和微观领域中都有碰撞现象发生． (√) (4)非弹性碰撞前后的动能不相等． (√) (5)碰撞发生后，两物体一定在同一直线上运动． (×) 2．(多选)碰撞现象的主要特点有(　　) A．物体相互作用时间短 B．物体相互作用后速度很大 C．物体间相互作用力远大于外力 D．相互作用过程中物体的位移可忽略 ACD　[碰撞过程发生的作用时间很短，作用力很大，远大于物体受到的外力，与物体作用前后的速度大小无关，物体的位移可忽略．故A、C、D正确．] 3．(多选)子弹以一定的速度射穿某物块，则下列说法正确的是(　　) A．此过程可能无机械能的损失 B．此过程一定有机械能的损失 C．此过程为非弹性碰撞 D．此过程中有内能产生 BCD　[子弹射穿木块的过程需要克服摩擦力做功，有内能产生，即系统机械能必定有损失，此过程为非弹性碰撞．] 弹性碰撞和非弹性碰撞的理解 1.碰撞的特征 (1)碰撞作用时间极短，相互作用力变化很快，平均作用力很大，远远大于其他外力，可以将其他外力忽略． (2)碰撞过程时间极短，可以忽略物体的位移，认为物体碰撞前后仍在同一位置． 2．弹性碰撞与非弹性碰撞的区别 弹性碰撞 非弹性碰撞 碰后形 变情况 完全恢复 不能完全恢复 能量损 失情况 没有能量损失，碰撞前后系统的动能相等 一部分动能转变为其他形式的能，碰撞前后系统的动能不再相等 【例】　质量为5 kg的A球以3 m/s的速度与质量为10 kg静止的B球发生碰撞，碰后A球以1 m/s的速度反向弹回，B球以2 m/s的速度向前运动．试分析： (1)碰撞过程中损失了多少动能； (2)两球的碰撞属于何种类型的碰撞． [解析]　(1)碰撞前物体的动能 EkA＝×5×32 J＝22.5 J＝mAv 碰后物体的动能 Ek′＝EkA′＋EkB′＝mBv＋mAv′ ＝×10×22 J＝22.5 J×5×12 J＋ 故碰撞过程中无动能的损失． (2)由于碰撞过程中无动能损失，故两球的碰撞属于弹性碰撞． [答案]　(1)0　(2)弹性碰撞 1．弹性碰撞与非弹性碰撞的区别在于碰撞过程中有无机械能损失． 2．弹性碰撞是一种理想化碰撞，现实中的多数碰撞实际上都属于非弹性碰撞． 训练角度1：对碰撞的理解 1．下面对于碰撞的理解，不正确的是(　　) A．碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短时间内它们的运动状态发生显著变化的过程 B．在碰撞现象中，一般来说物体所受的外力作用可以忽略 C．如果碰撞过程中动能不变，则这样的碰撞叫作弹性碰撞 D．根据碰撞过程中动能是否守恒，碰撞可分为正碰和斜碰 D　[碰撞相互作用时间短，作用力大，因而其他外力可以忽略不计，在极短时间内物体的运动状态发生明显变化，故A、B对；根据碰撞过程中动能是否守恒，碰撞分为弹性碰撞和非弹性碰撞，其中动能不变的碰撞称为弹性碰撞，故C对，D错．] 训练角度2：碰撞过程中的能量转化 2．钢球A以一定的速度沿光滑水平面向静止于前面的另一相同大小的钢球B运动，下列对两球相互作用过程说法正确的是(　　) A．两球相互作用的过程始终没有动能的损失 B．钢球A减速运动时，系统动能不变 C．两球速度相等的瞬间，系统动能最大 D．两球速度相等的瞬间，系统势能最大 D　[两球相互作用