16.4 碰撞（学案）-【成才之路】2020-2021学年高中新课程物理同步学习指导（人教版选修3-5）

物理 (选修 3 - 5·人教版） 1 2 mv20 = 1 2 mv22 + 1 2 Mv23 解得: v3 = 2 m / s。 对点训练 3:BD　 设碰前瞬间 B 物体的速度为 vB 有:mgh = 1 2 mv2B , 解得:vB = 2gh,根据动量守恒:mvB = ( m + m) v共 ,所以v共 = 1 2 vB = 1 2 2gh,从碰完到压缩弹簧最短,根据机械能守恒有:Epm = 1 2 ( m + m)v2共 = mgh 2 ,A 错误;B 正确;刚要分开时两物体具有相同的速度,设为 v′,从压缩最短到分开,根据机械能守恒有:Epm = 1 2 (m + m) v′2 = mgh 2 , 解得:v′ = gh 2 ,之后 B 物体开始冲上斜面,根据机械能守恒,有: 1 2 mv′2 - 0 = mghm ,解得:hm = h 4 ,C 错误;D 正确。 课堂巩固达标 1. D　 把人、锤子和平板车看成一个系统,系统水平方向不受外力,水平 方向动量守恒,锤子向左运动,平板车向右运动,锤子向右运动,平板 车向左运动,所以车左右往复运动,不会持续地向右运动,A 错误。 由 于人消耗体能,体内储存的化学能转化为系统的机械能,因此系统机 械能不守恒,B 错误。 在锤子的连续敲打下,系统竖直方向的合力不 等于零,该方向系统的动量不守恒,所以系统的动量不守恒;但系统水 平方向不受外力,水平方向动量守恒,初态水平动量为零,所以水平方 向动量时刻为零,C 错误,D 正确。 2. D　 选滑块与小车组成的系统为研究对象,规定向右为正方向,由水平 方向动量守恒得 mv = (M + m)v′,所以有 v′ = mv m + M ,方向水平向右,与 v 同向。 故 D 正确,ABC 错误。 3. (1)20 N·s,水平向右　 (2)2. 4 m / s 解析:(1)A、B 碰撞过程中,由动量守恒有 mAv0 = ( mA + mB ) v1 ,代入 数据解得 v1 = 1 m / s 由动量定理得,A 对 B 的冲量 I = mBv1 = 20 N·s,方向水平向右。 (2)对人、A、B 组成的系统进行全过程分析,由动量守恒有 (m人 + mA)v0 = (m人 + mA + mB)v 代入数据解得 v = 2. 4 m / s 第四节　 碰　 撞 课前预习反馈 　 　 知识点 1:机械能　 机械能　 粘在一起　 最大 知识点 2:两球心　 这条直线　 两球心　 偏离 知识点 3:相互接触　 很小 判一判 (1)√　 (2) × 　 (3) × 　 (4) × 　 (5)√ 选一选 A　 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 1 2 mav 2 a + 1 2 mbv 2 b = 9 2 J,碰撞后动能 1 2 mava′ 2 + 1 2 mbvb′ 2 = 9 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 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 　 　 思考讨论 1: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 = 1 2 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 = (m + M)s m g 2h 。 典例 1:(1)0. 3 m / s　 (2)非弹性碰撞 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 = 1 2 mv1 2 = 0. 08 m, 碰撞后两冰壶的总动能 E2 = 1 2 mv2 2 + 1 2 mv3 2 = 0. 05 m 因为 E1 > E2 ,所以两冰壶的碰撞为非弹性碰撞。 对点训练 1:B　 A 下落过程由机械能守恒:mAgL(1 - cos 60°) = 1 2 mAv 2 ,得 v = gL,故选项 A 错误;若 A 与 B 发生完全非弹性碰撞,则 有:mAv = (mA + mB )v′, 1 2 (mA + mB )v′ 2 = (mA + mB )gh,解得:h = 2 9 L, 故选项 B 正确;ΔE = 1 2 mAv 2 - 1 2 (mA + mB )v′ 2 = 1 3