1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修1（人教版）

第5节　弹性碰撞和非弹性碰撞 新课程标准 学业质量目标 1.知道碰撞的分类，掌握不同类型碰撞的能量转化特点。 2.通过实例分析弹性碰撞和非弹性碰撞，能判断碰撞物体的运动情况。 3.会用动量、能量的观点综合分析解决一维碰撞问题。 1.能在具体实例中区分弹性碰撞、非弹性碰撞。(物理观念) 2.在具体问题中运用动量守恒求解简单碰撞问题。(科学思维) 3.体会守恒思想在生活、科技等具体问题的应用。(科学态度与责任) 授课提示：对应学生用书第18页 [知识梳理] 一、弹性碰撞和非弹性碰撞 1．实验：研究小车碰撞前后动能的变化 (1)实验装置 (2)实验结论：如果碰后两小车粘在一起，则总动能减少。改进实验装置，在小车上安装弹性碰撞架可减少动能的损失。 2．弹性碰撞和非弹性碰撞 (1)弹性碰撞：系统在碰撞前后动能不变。 (2)非弹性碰撞：系统在碰撞后动能减少。 二、弹性碰撞的实例分析 1．两质量分别为m1、m2的小球发生弹性正碰，v1≠0，v2＝0，则碰后两球速度分别为v1′＝v1。v1，v2′＝ 2．若m1＝m2的两球发生弹性正碰，v1≠0，v2＝0，则v1′＝0，v2′＝v1，即二者碰后交换速度。 3．若m1≫m2，v1≠0，v2＝0，则二者弹性正碰后，v1′＝v1，v2′＝2v1。表明m1的速度不变，m2以2v1的速度被撞出去。 4．若m1≪m2，v1≠0，v2＝0，则二者弹性正碰后，v1′＝－v1，v2′＝0。表明m1被反向以原速率弹回，而m2仍静止。 [自主评价] 1．判断正误 (1)发生碰撞的两个物体，动量是守恒的。(√) (2)发生碰撞的两个物体，机械能是守恒的。(×) (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)两球发生弹性正碰时，两者碰后交换速度。(×) 2．情景思考 碰撞是生活中非常常见的现象，如图所示，会发现碰撞的结果是多种多样的，有的物体碰后分开了，但都朝一个方向运动，有的物体碰后朝两个不同的方向运动。 (1)两个物体碰撞时间极短，碰撞物体组成的系统动量是否守恒？ 提示：两个物体碰撞时，由于碰撞时间极短，要么系统所受外力为零，要么外力远小于内力，外力的冲量很小，可以忽略不计。所以系统在碰撞过程中动量要么守恒，要么近似守恒。 (2)打台球时，质量相等的母球与目标球发生碰撞，两个球一定交换速度吗？ 提示：不一定。只有质量相等的两个物体发生一维弹性碰撞时，系统的总动量守恒，总机械能守恒，才会交换速度，否则不会交换速度。 授课提示：对应学生用书第18页 要点一　碰撞的特点和分类 　如图为两刚性摆球碰撞时的情景。 (1)两球质量相等，将一球拉到某位置释放，发现碰撞后，入射球静止，被碰球上升到与入射球释放时同样的高度，说明了什么？ 提示：两球在最低点碰撞时，满足动量守恒条件，二者组成系统动量守恒，入射球静止，被碰球上升同样的高度，说明该碰撞过程中机械能不变。 (2)若碰撞后两球粘在一起，发现两球上升的高度仅是入射球释放时的高度的四分之一，说明了什么？ 提示：碰撞中动量守恒，机械能不守恒。 1．碰撞过程的特点 (1)时间特点：碰撞现象中，相互作用的时间极短，相对物体的全过程可忽略不计。 (2)受力特点：在碰撞过程中，系统的内力远大于外力，外力可以忽略，系统的总动量守恒。 (3)位移特点：在碰撞过程中，由于在极短的时间内物体的速度发生突变，物体发生的位移极小，可认为碰撞前后物体处于同一位置。 (4)能量的特点：碰撞过程系统的动能不会增加，可能减少，也可能不变。 2．碰撞的分类 (1)按碰撞前后机械能是否守恒可分为弹性碰撞和非弹性碰撞。 (2)按碰撞前后速度的方向是否与球心的连线在同一直线上可分为对心碰撞和非对心碰撞。 3．处理碰撞问题的三个原则 (1)动量守恒，即p1＋p2＝p1′＋p2′。 (2)动能不增加，即Ek1＋Ek2≥Ek1′＋Ek2′。 (3)速度要合理。 ①碰前两物体同向，则v后>v前，碰后，原来在前的物体速度一定增大，且v前′≥v后′。 ②两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变，除非两物体碰撞后速度均为零。 角度1　对碰撞的理 解　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，一般内力都远大于外力，所以可以认为碰撞时系统的动能守恒 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 [解析]　碰撞是十分普遍的现象，它是相对运动的物体相遇时发生的一种现象，一般内力远大于外力。如果碰撞中机械能守恒，就叫作弹性碰撞。微观粒子的相互作用同样具有短时间内发生强大内力作用的特点，所以仍然是碰撞。 [答案]　A 角度