第一章 5 碰撞-【金版教程】2025-2026学年新教材高中物理选择性必修第一册创新导学案word（教科版2019）

5．碰撞 1．掌握弹性碰撞、非弹性碰撞的特点。2.会应用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题。 一　碰撞的分类 1．弹性碰撞：碰撞过程中，系统总机械能保持不变的碰撞。 2．非弹性碰撞：碰撞过程中，有一部分机械能转化为其他形式的能量的碰撞。 3．完全非弹性碰撞：两物体碰后粘在一起，以相同的速度运动。完全非弹性碰撞是非弹性碰撞中机械能损失最多的一种。 4．碰撞过程中，两物体相互作用的时间很短，即使有外力作用，也远小于碰撞物体之间的相互作用力(内力)，因此可以忽略外力作用的影响，认为碰撞过程中动量守恒。 二　中子的发现 用α粒子去轰击轻金属铍(Be)时，发现有一种贯穿力很强的中性射线，查德威克用这种中性射线与质量已知的氢核和氮核分别发生碰撞，并认为这种碰撞是完全弹性的。他在实验中测出了碰撞后氢核和氮核的速度，于是就可以用动量守恒定律和能量守恒定律求出这种中性粒子的质量，从而发现了中子。 1．判一判 (1)发生碰撞的两个物体，机械能一定是守恒的。(　　) (2)在非弹性碰撞中，部分机械能转化为内能。(　　) (3)在非弹性碰撞中，碰撞过程能量不守恒。(　　) 提示：(1)×　(2)√ (3)×　在非弹性碰撞中，碰撞过程能量仍然守恒，只是损失的动能转化成内能。 2．想一想 (1)冰壶运动中，两只冰壶相碰撞时，动量守恒吗？ 提示：冰壶在冰面上运动，摩擦力很小，两只冰壶碰撞时的作用力远大于摩擦力，故它们的动量守恒。 (2)两球发生正碰，碰后两球的动能之和一定等于碰前两球的动能之和吗？ 提示：不一定。发生正碰的两球，在碰撞过程中动能之和可能减少。 探究　碰撞的分类 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 次数 1 2 3 滑块质量 m1 0.410 0.400 0.420 m2 0.510 0.500 0.520 碰前 速度 v1 0.500 0.400 0.600 v2 0 0 0 动能 Ek1 Ek2 动能之和 Ek＝Ek1＋Ek2 碰后 速度 v1′ －0.054 0.025 0.268 v2′ 0.446 0.300 0.268 动能 Ek1′ Ek2′ 动能之和 Ek′＝Ek1′＋Ek2′ 动能的改变量 ΔEk＝Ek′－Ek 乙　3次实验测得的数据(表格中质量的单位用kg，速度的单位用m/s，动能的单位用J) 活动1：如图甲所示，是第1节两滑块碰撞的实验装置，图乙是某小组3次实验测得的数据。为了探究碰撞前后动能变化遵循的规律，请完成图乙表格。 提示：如下表所示 次数 1 2 3 滑块质量 m1 0.410 0.400 0.420 m2 0.510 0.500 0.520 碰前 速度 v1 0.500 0.400 0.600 v2 0 0 0 动能 Ek1 0.0513 0.0320 0.0756 Ek2 0 0 0 动能之和 Ek＝Ek1＋Ek2 0.0513 0.0320 0.0756 碰后 速度 v1′ －0.054 0.025 0.268 v2′ 0.446 0.300 0.268 动能 Ek1′ 0.0006 0.0001 0.0151 Ek2′ 0.0507 0.0225 0.0187 动能之和 Ek′＝Ek1′＋Ek2′ 0.0513 0.0226 0.0338 动能的改变量 ΔEk＝Ek′－Ek 0 －0.0094 －0.0418 活动2：3次实验，碰撞前后动能的变化有什么规律？ 提示：第1次实验，两个滑块的动能之和在碰撞前后不变，第2次、第3次实验，碰撞后两滑块的动能之和减少。 1．碰撞过程的四个特点 (1)时间短：在碰撞现象中，相互作用的时间很短。 (2)相互作用力大：碰撞过程中，相互作用力先急剧增大，后急剧减小，平均作用力很大。 (3)位移小：碰撞过程是在一瞬间发生的，时间极短，在物体发生碰撞的瞬间，可忽略物体的位移，认为物体在碰撞前后仍在同一位置。 (4)满足动量守恒的条件：系统的内力远远大于外力，所以即使系统所受合外力不为零，外力也可以忽略，系统的总动量守恒。 2．碰撞的分类 动量是否守恒 机械能损失情况 举例 弹性碰撞 守恒 不损失 低能电子和分子的碰撞等 非弹性碰撞 守恒 有损失，减少的机械能转化为其他形式的能量 汽车追尾，子弹射穿光滑水平面上的木块并继续运动等