第1章 拓展与归类•专题研析3 碰撞可能性的判断-【精彩三年】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册课程探究与巩固PPT课件（人教版2019）

拓展与归类•专题研析3　碰撞可能性的判断 第一章　动量守恒定律 目录 CONTENTS 教材整体初识 构建与探源 命题整体感知 尝试与研析 01 02 课标要点 学科素养 链接浙江选考 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 科学思维：理解碰撞的特点，建立碰撞的过程模型 应用动量、能量观点分析解决一条直线上的碰撞问题 教材整体初识 构建与探源 01 1．碰撞前、后系统的动量守恒，即p′1＋p′2＝p1＋p2。 3．碰撞后的速度要合理。若碰后两物体同向运动，则后面物体的速度一定小于前面物体的速度，即v后<v前。 知识点　碰撞问题遵循的三个原则 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)碰撞后系统的总动能可以增加。(　　) (2)所有碰撞过程动量均守恒。(　　) (3)若碰后两物体同向运动，则后面物体的速度可以大于前面物体的速度。(　　) 知识点　碰撞问题遵循的三个原则 × √ × 2．思考题：在弹性碰撞过程中，系统的机械能一直守恒吗？ 答案：一直守恒。在弹性碰撞过程中，只有系统内弹力做功，系统的动能与弹性势能相互转化，系统的机械能一直守恒。 知识点　碰撞问题遵循的三个原则 命题整体感知 尝试与研析 02 类型一　碰撞过程的可能性问题 例1 甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动，已知它们的动量分别是p甲＝5 kg·m/s，p乙＝7 kg·m/s，甲追上乙并发生碰撞，碰撞后乙球的动量变为p′乙＝10 kg·m/s，则两球质量m甲与m乙的关系可能是(　　) A．m乙＝m甲 B．m乙＝2m甲 C．m乙＝4m甲 D．m乙＝6m甲 C 类型一　碰撞过程的可能性问题 活学活用 (多选)如图所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6 m/s，B球的速度是－2 m/s，A、B两球发生对心碰撞。对于碰撞之后A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们有很多种猜测，下面的猜测结果可能实现的是(　　　) A．v′A＝－2 m/s，v′B＝6 m/s B．v′A＝2 m/s，v′B＝2 m/s C．v′A＝1 m/s，v′B＝3 m/s D．v′A＝－3 m/s，v′B＝7 m/s ABC 活学活用 活学活用 类型二　与碰撞综合的问题 类型二　与碰撞综合的问题 答案：6 m/s　3.5 m/s 活学活用 [2023·嘉兴一中检测] (多选)如图所示，光滑轨道下端离地0.8 m，质量为m的A球从轨道上端无初速度释放，到下端时与质量也为m的B球正碰，B球碰后做平抛运动，落地点与抛出点的水平距离为0.8 m，则A球释放的高度可能为(　 　) A．0.6 m B．1 m C．0.1 m D．0.2 m AD 活学活用 活学活用 本课点睛(教师用书独有) 课后请完成高效作业8 判断碰撞可能性问题的三个方面 (1)碰撞前、后系统的动量守恒。 (2)碰撞后系统的总动能不增加。 (3)碰撞后的速度要合理。 感谢聆听，再见！ 2．碰撞后系统的总动能不增加，即Ek1＋Ek2≥E′k1＋E′k2或＋≥＋。 【解析】 设碰撞后甲球的动量为p′甲，由动量守恒定律有p′甲＋p′乙＝p甲＋ p乙，即p′甲＋10 kg·m/s＝5 kg·m/s＋7 kg·m/s，则p′甲＝2 kg·m/s，碰后p′甲、p′乙均大于0，表明甲、乙两球同向运动，应有v′乙≥v′甲，即≤，解得m乙≤5m甲；碰撞过程中，动能不增加，由Ek＝知＋≥＋，解得m乙≥m甲。综上可得m甲与m乙的关系为m甲≤m乙≤5m甲，故选C。 【解析】 设每个球的质量均为m，碰前系统总动量p＝mvA＋mvB＝6m－2m＝4m，碰前的总动能Ek＝mv＋mv＝20m。若v′A＝－2 m/s，v′B＝6 m/s，碰后总动量p′＝mv′A＋mv′B＝4m，则动量守恒，总动能E′k＝ mv′＋mv′＝20m，机械能也守恒，故A可能实现；若v′A＝2 m/s，v′B＝2 m/s，碰后总动量p′＝mv′A＋mv′B＝4m，总动能E′k＝mv′＋mv′＝4m，动量守恒，机械能不增加，故B可能实现；若v′A＝1 m/s，v′B＝3 m/s， 碰后总动量p′＝mv′A＋mv′B＝4m，总动能E′k＝mv′＋mv′＝5m，动量守恒，机械能不增加，故C可能实现；若v′A＝－3 m/s，v′B＝7 m/s，碰后总动能E′k＝mv′＋mv′＝29m>20m，机械能增加，故D不可能实现。 例2 如图所示，abc是光滑的轨道，其中ab是水平的，bc为与ab相切的位于竖直平面内的半圆，半径R＝0.30 m。质量m＝0.20 kg 的小球A静止在轨道上，另一质量M＝0.60 kg、速度为v0＝5.5 m/s的小球B与小球A正碰。已知相碰后小球A经过半圆的最高点c落到轨道上距b点L＝4R处，重力加速度g取10 m/s2，求碰撞结束时，小球A和B的速度大小。 【解析】 小球A经c点后做平抛运动，L＝vct＝vc 故vc＝L＝2 碰撞结束后，小球A经b到c，由机械能守恒定律得 mv＋2mgR＝mv 代入数据得碰撞结束时，小球A的速度大小vA＝6 m/s 小球A、B碰撞时，由动量守恒定律有mvA＋MvB＝Mv0 代入数据得碰撞结束时小球B的速度大小vB＝3.5 m/s 【解析】 B球碰撞后做平抛运动，则有H＝gt2，解得t＝＝ s＝0.4 s，B球在水平方向做匀速运动，则vB＝＝ m/s＝2 m/s，A、B两球组成的系统在碰撞过程中动量守恒，以A、B两球组成的系统为研究对象，以A的初速度方向为正方向，如果发生的是弹性碰撞，由动量守恒定律得mv′A＋mvB＝mvA，由机械能守恒定律得mv′＋mv＝mv，A球释放的过程中，根据动能定理得mgh＝mv－0，解得h＝0.2 m。如 果发生完全非弹性碰撞，碰后两球速度相等，碰撞过程系统动量守恒，由动量守恒定律得(m＋m)vB＝mvA，解得vA＝2vB＝2×2 m/s＝4 m/s，A球释放的过程中，根据动能定理得mgh＝mv－0，解得h＝0.8 m。由以上分析得0.2 m≤h≤0.8 m，故选A、D。 $$