16.4碰撞 学案-云南省梁河县第一中学高中物理人教版选修3-5

16.4碰撞 一、学习目标 1.知道弹性碰撞、非弹性碰撞的特点. 2.了解对心碰撞和非对心碰撞的概念. 3.了解粒子的散射现象，进一步理解动量守恒定律的普适性． 二、课前学习： 一、弹性碰撞和非弹性碰撞 1．常见的碰撞类型 (1)弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒． (2)非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒． 2．一维弹性碰撞分析：假设物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性碰撞，碰撞后它们的速度分别为v1′和 v2′，碰撞中动量守恒：m1v1＝m1v1′＋m2v2′；碰撞中机械能守恒：m1v＝m1v1′2＋m2v2′2，解得：v1′＝v1，v2′＝v1. 二、对心碰撞和非对心碰撞 1．两类碰撞 (1)对心碰撞：碰撞前后，物体的动量在同一条直线上，也叫正碰． (2)非对心碰撞：碰撞前后，物体的动量不在同一条直线上． 2．散射 (1)定义：微观粒子相互接近时并不像宏观物体那样“接触”而发生的碰撞． (2)散射方向：由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小，所以多数粒子碰撞后飞向四面八方． 1．碰撞的特点 (1)时间特点：碰撞现象中，相互作用的时间极短，相对物体运动的全过程可忽略不计． (2)相互作用力特点：在碰撞过程中，系统的内力远大于外力，所以碰撞过程动量守恒． 2．碰撞的分类 (1)弹性碰撞：系统动量守恒、机械能守恒． m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′ m1v＋m2v＝m1v1′2＋m2v2′2 若v2＝0，则有 v1′＝v1，v2′＝v1 (2)非弹性碰撞：系统动量守恒，机械能减少，损失的机械能转化为内能，ΔE＝Ek初总－Ek末总＝Q. (3)完全非弹性碰撞：系统动量守恒，碰撞后合为一体或具有相同的速度，机械能损失最大． 设两者碰后的共同速度为v共，则有 m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v共 机械能损失为ΔE＝m1v＋m2v－(m1＋m2)v. 三、例题与变式： 例1　如图1所示，ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道，BC段水平，AB段与BC段平滑连接，质量为m1的小球从高为h处由静止开始沿轨道下滑，与静止在轨道BC段上质量为m2的小球发生碰撞，碰撞后两球的运动方向处于同一水平线上，且在碰撞过程中无机械能损失．求碰撞后小球m2的速度大小v2.(重力加速度为g) 答案　 解析　设m1碰撞前的速度为v，根据机械能守恒定律有m1gh＝m1v2，解得v＝①