内容正文:
第一章 动量守恒定律
物理选择性 必修第一册
菜 单
5 弹性碰撞和非弹性碰撞
第一章 动量守恒定律
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菜 单
[学业要求与核心素养]
1.知道弹性碰撞和非弹性碰撞的概念。
2.会利用动量守恒定律、能量守恒定律分析一维碰撞问题。
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1.碰撞的特点
(1)作用时间很_____,相互作用的内力很_____。
(2)外力可以忽略不计,系统的动量__________。
一、弹性碰撞和非弹性碰撞
短
大
守恒
自主预习·基础落实
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2.常见的碰撞类型
(1)弹性碰撞:碰撞过程中机械能__________。
(2)非弹性碰撞:碰撞过程中机械能________。
守恒
不守恒
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二、弹性碰撞的实例分析
m1v1′+m2v2′
在光滑水平面上质量为m1的小球以速度v1与质量为m2的静止小球发生弹性正碰。根据动量守恒和能量守恒:m1v1=_____________________;eq \f(1,2)m1v12=_____________________。碰后两个物体的速度分别为
v′1=eq \f(m1-m2,m1+m2)v1,v′2=eq \f(2m1,m1+m2)v1。
eq \f(1,2)m1v1′2+eq \f(1,2)m2v2′2
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(1)若m1>m2,v′1和v′2都是正值,表示v1′和v2′都与v1方向同向。(若m1≫m2,v′1=v1,v′2=2v1,表示m1的速度不变,m2以2v1的速度被撞出去)
(2)若m1<m2,v′1为负值,表示v′1与v1方向______,m1被弹回。(若m1≪m2,v′1=-v1,v′2=0,表示m1被反向以原速率弹回,而m2仍静止)
(3)若m1=m2,则有v′1=0,v′2=v1,即碰撞后两球速度______。
反向
互换
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1.判断下列说法的正误。
(1)发生碰撞的两个物体,机械能一定是守恒的。(×)
(2)碰撞后,两个物体粘在一起,动量一定不守恒,机械能损失最大。(×)
[自我诊断]
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(3)发生对心碰撞的系统动量守恒,发生非对心碰撞的系统动量不守恒。(×)
(4)速度不同的两小球碰撞后粘在一起,碰撞过程中没有能量损失。(×)
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2.如图1-5-1所示,木块A、B的质量均为2 kg,置于光滑水平面上,B与一水平轻质弹簧的一端相连,弹簧的另一端固定在竖直挡板上,A以4 m/s的速度向B运动,碰撞后两木块粘在一起运动,则两木块碰前的总动能为________J,两木块碰后的总动能为________J;A、B间碰撞为________(填“弹性”或“非弹性”)碰撞。弹簧被压缩到最短时,弹簧具有的弹性势能为________J。
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图1-5-1
答案 16 8 非弹性 8
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如图1-5-2甲、乙所示,两个质量都是m的物体,物体B静止在光滑水平面上,物体A以速度v0正对B运动,碰撞后两个物体粘在一起,以速度v继续前进,
知识点一 碰撞的特点与分类
[问题探究]
互动探究·素能培优
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两物体组成的系统碰撞前后的总动能守恒吗?如果不守恒,总动能如何变化?
图1-5-2
答案 不守恒,碰撞时:mv0=2mv,因此v=eq \f(v0,2)
Ek1=eq \f(1,2)mv02,Ek2=eq \f(1,2)×2mv2=eq \f(1,4)mv02。
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所以ΔEk=Ek2-Ek1=eq \f(1,4)mv02-eq \f(1,2)mv02=
-eq \f(1,4)mv02,即系统总动能减少了eq \f(1,4)mv02。
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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,所以动量守恒。
[归纳升华]
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