第十六章 动量守恒定律 第4节　碰撞-高中物理选修3-5【赢在微点】轻松课堂word

第4节　碰撞　 学习目标 练法指导 1.了解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞，并了解碰撞的特点。 2．了解散射和中子的发现过程，体会理论对实践的指导作用，进一步了解动量守恒定律的普适性。 3．能应用动量和能量的观点分析、解决一维碰撞问题。 1.在练习中进一步了解碰撞的特点：碰撞时间短、内力远大于外力、碰撞后动能不能增加。 2．亲历一维弹性碰撞的推导过程(特别是一动一静的碰撞的推导)，对理解和处理碰撞问题有帮助。 3．熟悉子弹打木块模型，学会解答动量和能量综合问题。 ———　　课/　前/　预/　习·轻/　松/　搞/　定　　——— 要点辨析 1．只要两个物体在碰撞后分开，就一定是弹性碰撞(×) 2．在碰撞过程中，内力远大于外力，满足动量守恒；碰撞时间短，没有能量损失(×) 3．碰撞后，两个物体粘在一起，动量是守恒的，但机械能损失是最大的(√) 4．由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小，所以多数粒子在碰撞后飞向四面八方(√) 预习自检 1．(多选)下列对于碰撞的理解正确的是(　　) A．碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短的时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程 B．在碰撞过程中，一般内力都远远大于外力，所以可以认为碰撞时系统的总动量守恒 C．如果碰撞过程中机械能也守恒，这样的碰撞叫作非弹性碰撞 D．微观粒子的碰撞由于不发生直接接触，所以不满足动量守恒的条件，不能应用动量守恒定律求解 解析　碰撞过程中机械能守恒的碰撞为弹性碰撞，C错。动量守恒定律是自然界普遍适用的规律之一，不仅低速、宏观物体的运动遵守这一规律，而且高速、微观物体的运动也遵守这一规律，D错。 答案　AB 2．现有甲、乙两滑块，质量分别为3m和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向运动，发生了碰撞。已知碰撞后，甲滑块静止不动，那么这次碰撞是(　　) A．弹性碰撞 B．非弹性碰撞 C．完全非弹性碰撞 D．条件不足，无法确定 解析　由动量守恒3mv－mv＝0＋mv′， 所以v′＝2v， 碰前总动能Ek＝(3m)v2＋mv2＝2mv2， 碰后总动能E′k＝mv′2＝2mv2， 所以Ek＝E′k，故A对。 答案　A 3．(多选)在光滑水平面上，动能为E0、动量为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞，碰撞前后球1的运动方向相反，将碰撞后球1的动能和动量大小分别记为E1、p1，球2的动能和动量的大小分别记为E2、p2，则必有(　　) A．E1<E0 B．p1<p0 C．E2>E0 D．p2>p0 解析　两个钢球组成的系统在碰撞过程中动量守恒，设钢球1初动量的方向为正方向，又由动量守恒定律得p0＝p2－p1，可见p2>p0，故选项D正确。单从动量方面分析，p1可以大于p0，若如此必有碰后系统的动能增加，但对于碰撞问题碰撞后系统的动能不可能大于碰前系统的动能，因此E1＋E2≤E0，必有E1<E0，E2<E0，显然选项A正确，选项C错误。由动量的大小和动能的关系p＝，因为E1<E0，得p1<p0，选项B正确。 答案　ABD 4．在光滑水平面上，有两个小球A、B沿同一直线同向运动(B在前)，已知碰前两球的动量分别为pA＝12 kg·m/s、pB＝13 kg·m/s，碰后它们动量的变化分别为ΔpA、ΔpB。下列数值可能正确的是(　　) A．ΔpA＝－3 kg·m/s、ΔpB＝3 kg·m/s[来源:学*科*网] B．ΔpA＝3 kg·m/s、ΔpB＝－3 kg·m/s C．ΔpA＝－24 kg·m/s、ΔpB＝24 kg·m/s D．ΔpA＝24 kg·m/s、ΔpB＝－24 kg·m/s 解析　由题可知，碰撞后，A的动量不可能沿原方向增大，故碰后它们动量的变化分别为ΔpA<0、ΔpB>0，故B、D错误。根据碰撞过程动量守恒，如果ΔpA＝－3 kg·m/s、ΔpB＝3 kg·m/s，所以碰后两球的动量分别为p′A＝9 kg·m/s、p′B＝16 kg·m/s，根据碰撞过程总动能不增加，故A正确。根据碰撞过程动量守恒，如果ΔpA＝－24 kg·m/s、ΔpB＝24 kg·m/s，所以碰后两球的动量分别为p′A＝－12 kg·m/s、p′B＝37 kg·m/s，可以看出，碰撞后A的动能不变，而B的动能增大，违反了能量守恒定律，故C错误。故选A。 答案　A 5．(多选)如图所示，半径和动能都相等的两个小球相向而行。甲球质量m甲大于乙球质量m乙，水平面是光滑的，两球做对心碰撞以后的运动情况可能是下列哪些情况(　　) A．甲球速度为零，乙球速度不为零 B．两球速度都不为零 C．乙球速度为零，甲球速度不为零 D．两球都以各自原来的速率反向运动 解析　首先根据两球动能相等m甲v＝m乙v，由Ek＝得出两球碰前动量大小之比为＝，因为m甲>m乙，则p甲>p乙，即系统的总动