第一章 第5节 弹性碰撞与非弹性碰撞 第6节 自然界中的守恒定律-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册创新导学案word（粤教版2019）

第五节　弹性碰撞与非弹性碰撞 第六节　自然界中的守恒定律 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.3.进一步了解物质运动过程中的各种守恒定律. 一　弹性碰撞与非弹性碰撞 1．弹性碰撞 若两球碰撞后，它们的形变能完全恢复，则没有机械能损失，碰撞前后两小球构成的系统的机械能相等，这种碰撞叫作弹性碰撞． 2．非弹性碰撞 若两球碰撞后，它们的形变不能完全恢复原状，这时将有一部分机械能转化为其他形式的能量，碰撞前后系统的机械能不再相等，这种碰撞叫作非弹性碰撞． 3．完全非弹性碰撞 若两球碰撞后，它们完全不反弹而粘在一起，这时机械能损失最大，这种碰撞叫作完全非弹性碰撞． 二　自然界中的守恒定律 1．系统：物理学上常将物体及与之相互作用的因素视为一个系统． 2．物理量的守恒定律：物质所处的系统若没有系统外的因素使系统的这些物理量发生改变，则系统内部的这些物理量总和保持不变.物理量的守恒性质保证了系统的相对稳定性．守恒定律只有在合适的系统和范围才适用． 3．动量守恒定律：如果系统的合外力为零，系统的总动量不会发生改变．如果系统合外力不为零，但在某个方向系统合外力为零，则系统在该方向的动量仍然守恒．如果系统某个方向的动量发生了改变，则该方向必然受到一个冲量，冲量的值等于系统在该方向动量的改变量． 4．机械能守恒定律：当系统外力与系统内除重力和弹力外的其他内力做功的代数和为零，则系统的总机械能保持不变． 5．能量守恒定律：系统机械能增加或减少时必然有其他形式的能量减小或增加，而且系统机械能的变化量和其他形式能量的变化量是相同的． 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． 课堂任务 　弹性碰撞和非弹性碰撞的认识 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”． 用如图所示的实验装置做如下实验： (1)两个相同的刚性球悬挂于同一水平面，两悬点的距离等于刚性球的直径大小，线长相等，将其中一球拉开至一定角度，松手后使之与另一球发生正碰． (2)在两个球上分别套上尼龙搭扣做的套圈，做同样的碰撞． 记下碰撞后两球达到的最大高度． 活动1：在以上两种情况下，两个球碰撞前后的总机械能是否相等？可能的原因是什么？ 提示：第一种情况相等，第二种情况不相等．可能是因为尼龙搭扣使两个球碰撞时发生范性形变． 活动2：如果碰撞前后总机械能不相等，是否违反了机械能守恒定律？ 提示：不违反，因为其不满足机械能守恒定律的条件． 活动3：总结以上两种碰撞情况的区别． 提示：第一种碰撞两球的形变能完全恢复，没有机械能损失；第二种碰撞两球的形变不能完全恢复原状，这时将有一部分机械能转化为其他形式的能量，碰撞前后系统的机械能不再相等． 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．弹性碰撞 (1)理解：系统在碰撞前后机械能相等，这类碰撞叫作弹性碰撞． (2)发生弹性碰撞时，内力是弹性力，只发生机械能的转移，系统内无机械能损失． 钢球、玻璃球碰撞时的形变能够完全恢复，能量损失很小，它们的碰撞可以看作弹性碰撞；木制品碰撞时形变不能完全恢复，一般情况下不能作为弹性碰撞处理；橡皮泥球之间的碰撞是典型的非弹性碰撞． 3．非弹性碰撞 (1)理解：系统在碰撞前后机械能不再相等，这类碰撞叫作非弹性碰撞． 非弹性碰撞中所产生的形变不能够完全恢复；非弹性碰撞遵守动量守恒定律，碰撞过程中有机械能损失，能量关系为m1v＋m2v＞m1v1′2＋m2v2′2. (2)完全非弹性碰撞 两物体碰撞后粘在一起运动，这种碰撞叫作完全非弹性碰撞，碰撞过程遵循动量守恒定律，且机械能损失最大． 4．同一直线上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若碰前两物体同向运动，则满足v后>v前，且原来在前面的物体碰后速度一定增大，即v前′>v前．②若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．③若碰后两物体同向运动，应满足v后′≤v前′. 例1　(多选)如图甲所示，在光滑水平面上的两