(教参)第一章 5 弹性碰撞和非弹性碰撞-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

5　弹性碰撞和非弹性碰撞 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江选考 1．通过实验，了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。定量分析一维碰撞问题并能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象。 2．查阅资料，了解太空物体的碰撞和微观粒子的碰撞等相关信息。 3．观察台球碰撞前后的运动情况，尝试用动量知识定性解释 科学思维：理解碰撞的特点，建立碰撞的过程模型。 科学探究：通过小车碰撞前后动能的变化，认识碰撞中的能量转化和守恒 1．掌握碰撞的分类。 2．会应用动量、能量观点分析解决在一条直线上的碰撞问题 (见学生用书P18) 知识点一　弹性碰撞 1．弹性碰撞：如果系统在碰撞前后__动能__不变，这类碰撞叫作弹性碰撞。 2．对心碰撞：如图所示，两个小球相碰，碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在同一条__直线__上，碰撞之后两球的速度仍会沿着这条直线。这种碰撞称为正碰，也叫作对心碰撞或一维碰撞。 3．在弹性对心正碰中，由动量守恒定律得m1v′1＋m2v′2＝m1v1，由机械能守恒定律得m1v′＋m2v′＝m1v，解得v′1＝v1，v′2＝v1。 (1)若__m1＝m2__，则有v′1＝0，v′2＝v1。 (2)若__m1≫m2__，则有v′1＝v1，v′2＝2v1。 (3)若__m1≪m2__，则有v′1＝－v1，v′2＝0。 4．碰撞与爆炸的不同点、相同点 碰撞 爆炸 不同点 碰撞过程中没有其他形式的能转化为机械能，系统的动能不会__增加__　 爆炸过程中往往有化学能转化为动能，系统的动能__增加__ 相同点 时间特点 相互作用时间很短 相互作用 力的特点 物体间的相互作用力先急剧增大，然后急剧减小，平均作用力很大 系统动量 的特点 系统的内力远大于外力，外力可忽略不计，系统的总动量守恒 位移特点 由于碰撞、爆炸过程是在一瞬间发生的，时间极短，所以，在物体发生碰撞、爆炸的瞬间，可认为物体在碰撞、爆炸后仍在同一位置 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)在碰撞现象中，相互作用时间很短。(　√　) (2)物体发生碰撞瞬间，可忽略物体的位移。(　√　) (3)质量相等的两个物体发生弹性对心碰撞后，交换速度。(　√　) 2．思考题：在弹性碰撞过程中，系统的动能一直守恒吗？ 答案：在弹性碰撞过程中，系统的动能与弹性势能相互转化，动能不是一直守恒，但是机械能一直守恒，并且在弹性碰撞前、后动能是相等的。 知识点二　非弹性碰撞 1．非弹性碰撞：如果系统在碰撞后动能__减少__，这类碰撞叫作非弹性碰撞。 2．完全非弹性碰撞：若两个物体碰撞时成为一个整体，即它们相对静止，这样的碰撞叫作完全非弹性碰撞。 (1)若发生完全非弹性碰撞，则碰后具有共同速度，动量守恒，即(m1＋m2)v＝m1v1。 (2)若发生完全非弹性碰撞，动能损失__最大__。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)发生非弹性碰撞后，系统的动能一定减少。　(　√　) (2)系统碰撞后的总能量一定减少。(　　) (3)系统碰撞后的总机械能不增加。(　√　) 2．思考题：所有碰撞过程动量都守恒吗？为什么？ 答案：都守恒。碰撞过程中物体的相互作用时间很短，系统的内力远大于外力，外力可忽略不计。 (见学生用书P19) 　　类型一弹性碰撞与类弹性碰撞问题 角度1：弹性碰撞问题 系统在碰撞过程中，满足动量守恒、机械能守恒，系统内物体之间的作用时间极短。 如图所示，A、B是两个用等长细线1、2悬挂起来的大小可忽略不计的小球，mB＝5mA。球B静止，拉起球A，使细线1与竖直方向偏角为30°，由静止释放球A，在最低点球A与球B发生弹性碰撞。不计空气阻力，则关于碰后两小球的运动，下列说法正确的是(　C　) A．球A静止，球B向右运动，且细线2偏角小于30° B．球A向左运动，球B向右运动，且细线2偏角等于30° C．球A向左运动，球B向右运动，细线1偏角大于细线2偏角，且都小于30° D．球A向左运动，球B向右运动，细线1偏角等于细线2偏角，且都小于30° 解析：设球A到达最低点的速度为v，在最低点球A与球B发生弹性碰撞后，球A的速度为vA，球B的速度为vB，取向右为正方向，由动量守恒定律可得mAvA＋mBvB＝mAv，由机械能守恒定律可得mAv＋mBv＝mAv2，可得vA＝v＝－v，vB＝v＝v，球A向左运动，球B向右运动，细线1偏角大于细线2偏角，且都小于30°，故选项C正确。 台球是一项深受人们喜爱的休闲运动。如图所示，在某次击球过程中，白球以3 m/s的速度向右运动，与静止的黑球发生正碰。假设白球与黑球质量相等，碰撞中没有机械能损失，将台球视为质点，通过计算得到两球碰撞后的