1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞-2021-2022学年高二物理教学一体案（人教版2019选择性必修第一册）

§1-5　弹性碰撞和非弹性碰撞 一、学习目标 1.知道弹性碰撞、非弹性碰撞的特点. 2.能运用动量和能量的观点分析、解决一维碰撞的问题． 二、学习过程 【问题探究】如图甲、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，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？ 【知识点1】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′ m1v12＋m2v22＝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＝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＝m1v12＋m2v22－(m1＋m2)v共2. 例题1、如图所示，光滑水平面上有一静止小球，其质量为，一质量为的小球以速度冲向它，并发生弹性正碰，求碰撞结束后两小球的速度。 例题2、如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球发生正碰．小球的质量分别为m1和m2．图乙为它们碰撞前后的S﹣t图象．已知m1=0.1kg，由此可以判断（ ） ①碰前m2静止，m1向右运动； ②碰后m2和m1都向右运动； ③由动量守恒可以算出m2=0.3kg； ④碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能； 以上判断正确的是（ ） A．①③ B．①②③ C．①②④ D．③④ 跟踪训练：北京成功申办2022年冬奥会，水立方将摇身一变，成为冰立方，承办北京冬奥会冰壶比赛。训练中，运动员将质量为19kg的冰壶甲推出，运动一段时间后以0.4m/s的速度正碰静止的冰壶乙，然后冰壶甲以0.1m/s的速度继续向前滑向大本营中心。若两冰壶质量相等，求： (1)冰壶乙获得的速度； (2)试判断两冰壶之间的碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞。 例题3、一质量为的木块放在光滑的水平面上，一质量为的子弹以初速度 水平打进木块并留在其中，设子弹与木块之间的相互作用力为。则： （1）子弹、木块相对静止时的速度是多少？ （2）子弹在木块内运动的时间为多长？ （3）子弹、木块相互作用过程中子弹的位移是多少？ （4）要使子弹不射出木块，木块至少多长？ 【知识点2】碰撞可能性的判断 碰撞问题遵循的三个原则： (1)系统动量守恒，即p1＋p2＝p1′＋p2′. (2)系统动能不增加，即Ek1＋Ek2≥Ek1′＋Ek2′或＋≥＋. (3)速度要合理： ①碰前两物体同向运动，即v后>v前，碰后，原来在前面的物体速度一定增大，且v前′≥v后′. ②碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变． 例题4、A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，，，，当A追上B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是 A. ， B. ， C. ， D. ， 例题5、如图所示，A，B两小球质量相同，在光滑水平面上分别以动量和向右为参考系正方向做匀速直线运动，则在A球追上B球并与之碰撞的过程中，两小球碰撞后的动量和可能分别为 A. ， B. ， C. ， D. ， §1-5　弹性碰撞和非弹性碰撞 作业 班级： 学号： 姓名： 一、选择题 1．下列关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，在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程 B．在碰撞现象中，尽管内力都远大于外力，但外力仍不可以忽略不计 C．如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫作非弹性碰撞 D．微观粒子的相互作用由于不发生直接接触，所以不能称其为碰撞 2．甲物体在光滑水平面上运动的速度为，与静止的乙物体相碰，碰撞过程中无机械能损失，下列结论不正确的是（　　） A．乙的质量等于甲的质量时，碰撞后乙的速度为 B．乙的质量远远小于甲的质量时，碰撞后乙的速率是 C．乙的质量远远大于甲的质量时，碰撞后甲的速率是 D．如果甲乙质量不等，碰撞后可能以共同速度一起运动 3．现有甲、乙两滑块，质量分别为和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 4．冰壶运动深受观众喜爱，图1为运动员投掷冰壶的镜头。在某次投掷中，冰壶甲运动一段时间后与对方静止的冰