第一章 第5节 弹性碰撞和非弹性碰撞（学案）-【成才之路】2021-2022学年高中新教材物理选择性必修第一册新课程同步学习指导（人教版）

物理（选择性必修·第一册 RJ） ①气垫导轨可能不水平导致误差; ②滑块受到阻力作用而导致误差。 对点训练 1:(1)甲　 (2)2mA - 4mB = 0. 8(mA + mB) 　 4︰1 解析:(1)题图乙中两滑块碰撞后会连成一体,动能损失较大。 　 　 (2)由题意知,mA vA - mB vB = (mA + mB)v,代入数据得2mA - 4mB = 0. 8(mA + mB),解得 mA︰mB = 4︰1。 典例 2:(1)B　 (2)ACD　 (3)AFG 解析:(1)为防止反弹造成入射球返回斜槽,要求入射球质量大于被 碰球质量,即 m1 > m2,故选 B。 (2)为保证两球从同一高度做平抛运动,实验中要求斜槽轨道末端 的切线要调成水平。 为保证实验有较好的可重复性以减小误差,实验中 要求入射球每次从同一高度滚下。 本实验是探究碰撞前后物理量的变 化情况,故不需要斜槽轨道必须光滑,故选 A、C、D。 (3)本实验必须测量的是两小球质量 m1 和 m2,入射球 m1 单独飞 出的水平距离和两小球 m1 和 m2 相碰后各自飞出的水平距离。 因小球 脱离轨道口后做的是相同高度的平抛运动,因此两球碰后落地时间相 等,两小球水平分运动的时间也相等,故可以利用水平距离的测量代替 速度的测量,所以不需要测量桌面离地的高度及两小球碰后落地的时 间。 故选 A、F、G。 (4)设 m1 = 3m,m2 = 2m, 则 v1 = OP t = 43. 50 × 10 - 2 t m / s,m1 v1 = 1. 305m t v′1 = OM t = 13. 50 × 10 - 2 t m / s,m1 v′1 = 0. 405m t v2 = 0,v′2 = ON t = 45. 00 × 10 - 2 t m / s,m2 v′2 = 0. 9m t m1 v′1 + m2 v′2 = 1. 305m t 。 所以 m1 v1 = m1 v′1 + m2 v′2, 故碰撞前后动量守恒。 对点训练 2:(1)刻度尺、天平、重垂线 　 (2)两木块的质量 m1 和 m2,两木块落地点到桌面边缘的水平距离 s1 和 s2 　 (3)m1 s1 = m2 s2 解析:取木块 1 的初速度方向为正方向,两小球质量和平抛的初速 度分别为 m1、m2,v1、v2。 平抛运动的水平位移为 s1、s2,平抛运动的时间 为 t。 需验证的方程为 0 = m1 v1 - m2 v2,又 v1 = s1 t , v2 = s2 t 。 代入得 m1 s1 = m2 s2,故需要测量的量有两木块质量 m1、m2,两木块落地点到桌 面边缘的水平距离 s1、s2。 课堂达标检测 1. (1) dt1 　 (2)0. 84　 (3) 12 t2 　 解析:(1)由于挡光片的宽度比较小,故挡光片通过光电门的时间比较 短,因此可将挡光片通过光电门的平均速度看成滑块通过光电门的瞬 时速度,故滑块 A 通过光电门 1 的速度大小可表示为 v1 = d t1 。 (2)游标卡尺的主尺读数为 8 mm,游标尺读数为 0. 1 × 4 mm = 0. 4 mm,所以挡光片的宽度为 d = 8 mm +0. 4 mm =8. 4 mm =0. 84 cm。 (3)滑块 A 通过光电门 1 的速度 v1 = d t1 ,滑块 A、B 整体通过光电门 2 的速度 v2 = d t2 ,不考虑摩擦力作用,若 A、B 组成的系统碰撞前后动量 守恒,根据动量守恒定律得 m· dt1 = 2m· dt2 ,化简得 t1 = 1 2 t2,即当 t1 = 1 2 t2 时,A、B 组成的系统碰撞前后的动量守恒。 2. (1)保证小球每次都以相同的速度飞出槽口　 (2)17. 5(17. 2 ~ 18. 0) 　 (3)没有碰撞时 A　 (4)mA·OQ = mA·OP + mB·OR　 解析:(1)保证小球每次都以相同的速度飞出槽口。 (2)从题图中直接读出读数为 17. 5 cm。 (3)A 与 B 相撞后,B 的速度增大,A 的速度减小,碰前、碰后都做平抛 运动,高度相同,落地时间相同,所以 Q 点是没有碰撞时 A 球的落地 点。 (4)根据两小球从同一高度开始下落,故下落的时间相同,只需验证表 达式:mA·OQ = mA·OP + mB·OR。 5. 弹性碰撞和非弹性碰撞 课前预习反馈 　 　 知识点 1:1. 动能　 2. 动能　 3. 图甲和图丙　 图乙 知识点 2:1. 同一条直线　 对心　 一维　 2. (1)动量　 动能 (2)m2 以 v1 的速度向前运动,m1 静止　 (3)向前　 小于　 (4)向前 　 反弹　 (5)没有　 2v1 　 (6)反　 静止