第1章 第5节 弹性碰撞和非弹性碰撞-【金版新学案】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义配套课件(人教版)

2026-09-10
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摘要:

该高中物理课件聚焦弹性碰撞和非弹性碰撞,通过台球碰撞、汽车碰撞测试等情境导入,对比动量守恒共性与机械能损失差异,结合基础梳理定义和课堂探究实验,构建从动量守恒定律到碰撞分类的学习支架。 其亮点是以生活实例和实验探究为载体,融合物理观念与科学思维,通过牛顿摆、冰壶等实例分析及碰撞可行性论证,培养学生问题解决能力,帮助学生深化理解,为教师提供系统教学素材,提升教学效果。

内容正文:

5.弹性碰撞和非弹性碰撞      第一章 动量守恒定律 1.了解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特征。 2.熟练运用动量守恒定律、机械能守恒定律和能量守恒定律解决实际问题。 3.提高学生的科学探究意识和科学思维能力。 素养目标 知识点一 弹性碰撞和非弹性碰撞 1 知识点二 弹性碰撞的实例分析 2 课时测评 4 内容索引 知识点三 碰撞的可行性分析 3 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 知识点一 弹性碰撞和非弹性碰撞 返回 自主学习 情境导入 图甲为台球桌上白球去碰撞黑 球,图乙为汽车碰撞测试中两车的相向碰 撞(碰撞后均静止),从动量和能量的角度 分析,这些碰撞有哪些相同点?又有哪些 不同点? 提示:相同点:碰撞过程时间极短,内力远大于外力,碰撞满足动量守恒; 不同点:碰撞过程中系统的机械能损失程度不同,题图甲所示碰撞过程系统损失的机械能占比较小,题图乙所示碰撞过程系统损失的机械能占比较大。 基础梳理 1.弹性碰撞:系统在碰撞前后动能______。 2.非弹性碰撞:系统在碰撞后动能______ 。 不变 减少 课堂探究 师生互动 放在水平气垫导轨上的两组滑块分别进行如图甲、乙所示的实验。 任务1.图甲中,两个碰撞端装着弹性碰撞架的滑块碰撞后立即分开运动,系统的动量守恒吗?机械能守恒吗? 提示:动量守恒;机械能守恒。 任务2.图乙中,两个碰撞端分别装着撞针、橡皮泥的滑块碰撞后连成一体运动,系统的动量守恒吗?机械能守恒吗? 提示:动量守恒;机械能不守恒,而且机械能有损失。 1.碰撞过程的五个特点 探究归纳 时间特点 在碰撞过程中,相互作用的时间很短 作用力特点 在相互作用过程中,相互作用力先是急剧增大,然后急剧减小,平均作用力很大 动量特点 系统的内力远远大于外力,所以系统即使所受合力不为零,但外力可以忽略,系统的总动量守恒 位移特点 碰撞过程发生的时间极短,在物体发生碰撞的瞬间,可忽略物体的位移,认为物体碰撞前后仍在同一位置 能量特点 碰撞过程系统的总动能不增加,即碰撞前总动能Ek≥碰撞后总动能Ek′ 2.碰撞的种类及特点 探究归纳 分类依据 种类 特点 碰撞前后 机械能损 失情况 弹性碰撞(碰后分离) 动量守恒,机械无损失 非弹性碰撞(碰后分离) 动量守恒,机械能有损失 完全非弹性碰撞(碰后粘合) 动量守恒,机械能损失最大 如图所示,光滑水平面上一只质量为5.0 kg的保龄球,撞上一只原来静止、质量为1.5 kg的球瓶。此后球瓶以3.0 m/s的速度向前飞出,而保龄球以2.0 m/s的速度继续向前运动,求: (1)碰撞前保龄球的速度大小; 例1 答案:2.9 m/s 设碰撞前保龄球的速度为v1,根据动量守恒定律有Mv1=Mv1′+mv2 解得v1=2.9 m/s (2)通过计算判断该碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞。 答案:非弹性碰撞 保龄球和球瓶组成的系统初、末动能分别为 Ek0==21.025 J Ek1=Mv1′2+=16.75 J 因为Ek1<Ek0,所以该碰撞为非弹性碰撞。 针对练1.2024年11月3日,2024年泛大陆冰壶锦标赛在 加拿大拉科姆收官,中国男子冰壶队以6∶4战胜日本男 队,首次参赛就夺得冠军。中国队员在某次投壶中将质 量为19 kg的冰壶推出,运动一段时间后以0.4 m/s的速度 正碰静止的日本队冰壶,然后中国队冰壶以0.1 m/s的速度继续向前滑向大本营中心。若两冰壶质量相等。则下列说法正确的是 A.碰后日本队冰壶的速度为0.3 m/s,两冰壶间的碰撞是弹性碰撞 B.碰后日本队冰壶的速度为0.3 m/s,两冰壶间的碰撞是非弹性碰撞 C.碰后日本队冰壶的速度为0.5 m/s,两冰壶间的碰撞是弹性碰撞 D.碰后日本队冰壶的速度为0.5 m/s,两冰壶间的碰撞是非弹性碰撞 √ 两冰壶碰撞的过程中动量守恒,规定向前为正方 向,根据动量守恒定律有mv1=mv2+mv3,代入 数据解得v3=0.3 m/s。动能减少量ΔE= =0.57 J,故系统动能减小,两冰壶之间的碰撞是非弹性碰撞。故选B。 针对练2.(2025·江苏泰州高二月考)如图为两个质量分别为m、M的A、B小球在光滑水平面上发生对心正碰前、后的x ­t图像,则下列说法正确的是A.A、B两球的质量比m∶M=1∶2 B.碰撞前、后A球动能的减少量大于B球动能 的增加量 C.碰撞过程中A球对B球的冲量大小是B球对A 球冲量大小的3倍 D.两小球发生的是弹性碰撞 √ 两小球碰撞过程中,根据动量守恒有 mv0=Mv2+mv1,在x ­t图像中,图线斜率表示速度,由题图可知v0= m/s=4 m/s, v1= m/s=-2 m/s, v2= m/s=2 m/s,解得m∶M=1∶3,故A错误; 根据A项分析,可得, 因此两小球发生的是弹性碰撞,碰撞前、后A球 动能的减少量等于B球动能的增加量,故B错误, D正确;因为A、B碰撞过程中动量守恒,故两球 动量的变化量大小相等、方向相反,由动量定理 得,碰撞过程中A球对B球的冲量大小等于B球对A球的冲量大小,故C错误。故选D。 返回 知识点二 弹性碰撞的实例分析 返回 自主学习 情境导入 图甲为牛顿摆装置,五个质量相同的钢球由等长的吊绳固定,彼此紧密排列。如图乙所示,当摆动最左侧的球,在回摆时碰撞紧密排列的另外四个球,会出现最左侧和中间的三个钢球保持不动,仅有最右侧的球被弹出的情况。 (1)相邻两个钢球碰撞前、后的总动量、机械能有什么特点? 提示:相邻两个钢球碰撞前、后的总动量守恒、机械能也守恒。 (2)相邻两个钢球碰撞前、后的速度有什么特点? 提示:相邻两个钢球碰撞前、后的速度互相“交换”。 基础梳理 正碰:两个小球相碰,碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在___________上,碰撞之后两球的_____仍会沿着这条直线。这种碰撞称为正碰,也叫作_________或一维碰撞。 同一条直线 速度 对心碰撞 课堂探究 师生互动 如图所示,质量为m1的小球A以 速度v1与原来静止的、质量为m2的小球B发 生弹性正碰。 任务1.利用弹性正碰的规律求出碰撞后两个小球A、B的速度v1′和v2′。 提示:根据动量守恒定律得 m1v1=m1v1′+m2v2′ 根据机械能守恒定律得m1v1′2+m2v2′2 解得v1′=v1,v2′=v1。 任务2.求出如下三种特殊情况下,碰撞后两个小球A、B的速度v1′和v2′: (1)m1=m2时; 提示:m1=m2时,v1′=0,v2′=v1。 (2)m1≫m2时; 提示: m1≫m2时,v1′=v1,v2′=2v1。 (3)m1≪m2时。 提示: m1≪m2时,v1′=-v1,v2′=0。 1.弹性碰撞的两个守恒:动量守恒、机械能守恒。 2.运动小球m1(速度为v1)与静止小球m2弹性正碰后的三种情景: (1)若m1=m2,碰撞后两球交换速度。 (2)若m1>m2,碰撞后两个小球的速度都与碰撞速度v1的方向相同,而且v1′<v2′。 特例:若m1≫m2,碰撞后第一个球的速度几乎没有改变,第二个球以2v1的速度被撞出去。 (3)若m1<m2,碰撞后第一个球被反向弹回,第二个球被撞出去。 特例:若m1≪m2,碰撞后第一个球被反向以原速率弹回,而第二个球仍然静止。 探究归纳 1932年,查德威克用未知射线轰击氢核,发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子(即中子)组成。如图,中子以速度v0分别碰撞静止的氢核和氮核,碰撞后氢核和氮核的速度分别为v1和v2。设碰撞为弹性正碰,不考虑相对论效应,下列说法正确的是 A.碰撞后氮核的动量比氢核的小 B.碰撞后氮核的动能比氢核的小 C.v2大于v1 D.v2大于v0 例2 √ 设中子的质量为m,则氢核的质量也为m,氮核的质量为14m,设中子和氢核碰撞后中子速度为v3,取v0的方向为正方向,由动量守恒定律和能量守恒定律可得mv0=mv1+mv3,,联立解得v1=v0;设中子和氮核碰撞后中子速度为v4,取v0的方向为正方向, 由动量守恒定律和能量守恒定律可得mv0= 14mv2+mv4,, 联立解得v2=v0,可得v1=v0>v2,碰撞后氢 核的动量为pH=mv1=mv0,氮核的动量为pN=14mv2=,可得pN>pH,碰撞后氢核的动能为EkH=,氮核的动能为EkN=,可得EkH>EkN,故B正确,A、C、D错误。 针对练.如图所示,5个小球B、C、D、E、F并排放置在光滑的水平面上,B、C、D、E四个小球质量相等,而F球质量小于B球质量,A球的质量等于F球质量,A球以速度v0向B球运动,所发生的碰撞均为弹性正碰,则碰撞之后 A.5个小球静止,1个小球运动 B.4个小球静止,2个小球运动 C.3个小球静止,3个小球运动 D.6个小球都运动 √ 由题知mA<mB,则A、B两球相碰后A球向左运动,B球向右运动。B、C、D、E质量相等,弹性碰撞后,不断交换速度,最终E有向右的速度,B、C、D静止。由于mE>mF,则E、F两球都向右运动。故选C。 返回 知识点三 碰撞的可行性分析 返回 碰撞过程中的三个制约因素 1.动量制约——碰撞前后系统的动量守恒 m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′ 2.动能制约——碰撞后系统的总动能不增加 m1v1 2+m2v2 2≥m1v1′2+m2v2′2 3.运动制约——碰撞过程的速度关系 (1)如果碰前两物体同向运动,则后面物体的速度必大于前面物体的速度,即v后> v前。碰撞后,原来在前的物体的速度一定增大,且原来在前的物体的速度大于或等于原来在后的物体的速度,即v前′≥v后′。 (2)如果碰前两物体是相向运动,则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。 (2025·湖北黄冈高二检测) 如图所示,两个小球A、B在光滑水平地面上相向运动,它们的质量分别为mA=6 kg、mB=3 kg,速度分别是vA=6 m/s(向右为正方向)、vB=-6 m/s,则它们发生正碰后,速度的可能值分别为 A.vA′=4 m/s,vB′=-2 m/s B.vA′=-4 m/s,vB′=15 m/s C.vA′=-2 m/s,vB′=10 m/s D.vA′=-3 m/s,vB′=12 m/s √ 例3 以向右为正方向,碰前系统的总动量p=mAvA +mBvB=6×6 kg·m/s+3 ×(-6) kg·m/s= 18 kg·m/s,碰前系统的总动能Ek总=mAvA2+ mBvB2=×6×62 J+×3×(-6)2 J=162 J。如果碰后vA′=4 m/s,vB′=-2 m/s,则碰撞过程还未结束,系统还会发生二次碰撞,不符合实际,故A错误;如果碰后vA′=-4 m/s,vB′=15 m/s,碰后系统的总动量p′=mAvA′+mBvB′=6×(-4) kg·m/s+3×15 kg·m/s=21 kg·m/s,可知系统动量不守恒,不符合实际,故B错误; 如果碰后vA′=-2 m/s,vB′=10 m/s,碰后系统 的总动量p′=mAvA′+mBvB′=6×(-2) kg·m/s+ 3×10 kg·m/s=18 kg·m/s,碰后系统的总动能为 Ek总′=mAvA′2+mBvB′2=×6×(-2)2 J+×3×102 J=162 J,碰撞前、后系统动量守恒、机械能守恒,故C正确;如果碰后vA′=-3 m/s,vB′=12 m/s,碰后系统的总动量p′=mAvA′+mBvB′=6×(-3)kg·m/s+3×12 kg·m/s=18 kg·m/s,碰后系统的总动能Ek总′=mAvA′2+mBvB′2=×6×(-3)2 J+×3×122 J=243 J,碰撞前、后系统动量守恒,但系统的总动能增大,不符合实际,故D错误。故选C。 分析碰撞问题的思路 1.对一个给定的碰撞,首先要看动量是否守恒,其次看总动能是否增加。 2.一个符合实际的碰撞,除动量守恒外还要满足动能不增加,同时注意碰后合理的速度关系。 3.要灵活运用Ek=、Ek=等关系式进行有关计算。   规律总结 针对练.(多选)A、B两球在光滑水平轨道上同向运动,A球的动量是 7 kg·m/s,B球的动量是9 kg·m/s,当A球追上B球时发生碰撞,则碰撞后B球的动量变为12 kg·m/s,则两球质量mA、mB的关系可能是 A.mB=2mA B.mB=3mA C.mB=4mA D.mB=5mA √ √ 以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得pA+pB=pA′+pB′,pB′=12 kg·m/s,解得pA′=4 kg·m/s,碰撞过程系统的总动能不增加,则有,解得,由题意可知,当A球追上B球时发生碰撞,则碰撞前A的速度大于B的速度,则有>,解得<,碰撞后A的速度不大于B的速度,则有,解得,综上得。故选AB。 返回 课堂回眸 课时测评 返回 1.(2026·河南洛阳高二月考)下列关于碰撞的说法,不正确的是 A.弹性碰撞属于理想化模型 B.两个小球碰撞过程作用时间极短,且内力远大于外力,故两小球组成的系统动量守恒 C.两个弹性钢球发生弹性碰撞,碰撞发生过程中任何时刻两钢球总动能都守恒 D.发生完全非弹性碰撞的两个物体,系统损失的机械能都转化成了内能 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 弹性碰撞是指没有动能损失的理想化模型,A正确;两个小球碰撞过程作用时间极短,且内力远大于外力,不管是弹性碰撞还是非弹性碰撞,动量都守恒,B正确;两个弹性钢球发生弹性碰撞,碰撞前后总动能守恒,并不是碰撞过程中任何时刻总动能都守恒,在碰撞中,两球形变还未完全恢复时,因形变产生的弹性势能没有完全释放,此时总动能不守恒,C错误;发生完全非弹性碰撞的两个物体,碰撞后结合在一起,系统的机械能损失最大,损失的机械能转化成内能,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2.(2026·安徽安庆高二月考)现有甲、乙两滑块,质量分别为3m和m,以相同的速率v在光滑水平面上相向运动,发生了碰撞。已知碰撞后,甲滑块静止不动,那么这次碰撞是 A.弹性碰撞 B.非弹性碰撞 C.完全非弹性碰撞 D.条件不足,无法确定 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 由动量守恒有3mv-mv=0+mv′,解得v′=2v,碰前总动能Ek=mv2=2mv2,碰后总动能Ek′=mv′2=2mv2,Ek=Ek′,故选A。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3.某同学设计了一个台球娱乐项目,如图所示,在光滑水平面上,利用一个白球A以初速度v0去撞击2 025个一字排开的花球来模拟,已知球与球之间的碰撞为弹性正碰,白球质量是花球质量的2倍,则编号为1的花球的最终速度为 A.v0 B.v0 C.v0 D.v0 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 质量为2m的白球A以初速度v0与编号为 2 025的花球发生弹性正碰,满足动量 守恒和机械能守恒,设碰后白球和编 号为2 025的花球的速度分别为vA1、v1,以向右为正方向,则有2mv0=2mvA1+mv1,×2mvA12+mv12,解得vA1==v0。同理分析,两个质量相同的花球碰撞时,编号为2 025的花球与编号为2 024的花球交换速度,以此类推,最终编号为1的花球的速度v=v1=v0。故选A。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 4.(2025·辽宁大连高二期末)超市里用的购物车为顾客提供了购物方便,又便于收纳,收纳时一般采用完全非弹性碰撞的方式把购物车收到一起,如图甲所示。某兴趣小组在超市对同款购物车(以下简称“车”)的碰撞进行了研究,分析时将车简化为原来静止的小物块。已知车的净质量均为m=12 kg,将1号车以速度v1=6 m/s向右推出,先与2碰撞结合为一体后再撞击3,最终三车合为一体。忽略一切摩擦和阻力,则第二次碰撞过程中损失的机械能为 A.18 J B.36 J C.54 J D.72 J √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 依题意,碰撞过程系统动量守恒,可得mv1=2mv2=3mv3,解得v2= 3 m/s,v3=2 m/s,则第二次碰撞过程中损失的机械能ΔE= ×3mv32=36 J。故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 5.(2025·山东烟台高二期中) A、B两个物块在光滑的水平地面上发生正碰,碰撞时间极短,两物块运动的x-t图像如图所示,则下列说法正确的是 A.碰撞后A、B两个物块运动方向相同 B.A、B的质量之比mA∶mB=1∶1 C.碰撞前、后A物块的速度大小之比为5∶3 D.此碰撞为弹性碰撞 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 由题图可知,碰撞后A、B两个物块运动方向相反, A错误;根据题图可得,碰撞前A的速度(以此时的速 度方向为正方向)v0=5 m/s,碰撞前B球的速度为0, 碰撞后A、B的速度分别为vA=-1 m/s,vB=4 m/s, 根据动量守恒定律可得mAv0=mAvA+mBvB,解得 mA∶mB=2∶3,B错误;根据B项分析可知,碰撞 前、后A物块的速度大小之比为5∶1,C错误;碰撞前系统的动能Ek=,碰撞后系统的动能Ek′=,结合B项的结果可得Ek=Ek′,则碰撞前、后系统的机械能守恒,故二者的碰撞为弹性碰撞,D正确。故选D。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 6.(2026·河北石家庄高二期中)质量为m、速度为v的A球与质量为4m的静止的B球发生正碰,碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,碰撞后B球的速度大小可能是 A.0.1v B.0.3v C.0.6v D.v √ 若二者为完全非弹性碰撞,则有mv=(m+4m)v′,解得v′=0.2v,若二者为弹性碰撞,则有mv=mvA+4mvB,,解得vB=0.4v,故碰后B球的速度满足0.2v≤vB≤0.4v,故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 7.(2026·广东广州高二期末)两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同方向运动,A球的动量是7 kg·m/s,B球的动量是5 kg·m/s,A球追上B球时发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能值是 A.pA=6 kg·m/s,pB=6 kg·m/s B.pA=3 kg·m/s,pB=9 kg·m/s C.pA=-2 kg·m/s,pB=14 kg·m/s D.pA=-5 kg·m/s,pB=15 kg·m/s √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 碰撞前系统总动量p=pA+pB=12 kg·m/s,由题意,设mA=mB=m,碰前总动能为Ek=。若pA=6 kg·m/s,pB=6 kg·m/s,系统动量守恒,碰撞后的总动能2×<Ek,是可能的,故A正确;若pA=3 kg·m/s,pB=9 kg·m/s,系统动量守恒,碰撞后的总动能>Ek,不可能,故B错误;若pA=-2 kg·m/s,pB=14 kg·m/s,系统动量守恒,碰撞后的总动能>Ek,不可能,故C错误;若pA=-5 kg·m/s,pB=15 kg·m/s,总动量为pA+pB=10 kg·m/s,系统的动量不守恒,不可能,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 8.(多选)如图所示,光滑的水平地面上,质量为m的小球A正以速度v向右运动,与前面大小相同质量为3m的静止B球相碰,则碰后A、B两球总动能可能为 A.mv2 B.mv2 C.mv2 D.mv2 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 若A、B发生的是弹性碰撞,则没有能量的损失,碰后的总动能为mv2;若发生的是能量损失最多的完全非弹性碰撞,由动量守恒定律有mv=4mv1,则碰后两者总动能为Ek=因此,碰后两者总动能满足mv2≤E总≤mv2,故A、C正确,B、D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 9.斯诺克是一项近年来我们所熟知的运动项目,球员出杆击打白球,运动白球撞击彩球使其入洞并计分。如图甲所示,运动员用白球撞击蓝球(设两球质量相等),两球发生正碰,且碰撞后白球所受的阻力不变。若碰撞前、后两球的v ­t图像如图乙所示,白球的虚线与蓝球实线交于t轴同一点。关于两球的运动,下列说法正确的是 A.碰撞后两球相距的最远距离为0.9 m B.蓝球运动过程中受到的阻力较大 C.两球发生弹性碰撞 D.碰撞后蓝球的加速度大小为 m/s2 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 由图像可知,碰前瞬间,白球的速度 v0=1.0 m/s,碰后白球的速度v1=0.4 m/s,两球碰撞过程中,满足动量守恒 定律,则有mv0=mv1+mv2,可得碰后 瞬间蓝球的速度v2=0.6 m/s,根据图像 可知,蓝球停止的时刻为t2=6 s,两球都停止时,距离最大,且最大距离d=(t2-t0)-(t1-t0)=×(6-1) m-×(3-1) m=1.1 m,A错误; 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 在v ­t图像中,图像的斜率表示加速度, 由图像可看出,碰后白球减速的加速 度较大,根据牛顿第二定律可知,白 球运动过程中受到的阻力较大,B错 误;由于碰撞前后机械能满足>,因此不是弹性碰撞,C错误;碰撞后蓝球的加速度大小为a= m/s2= m/s2,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 10.(多选)(2025·山东烟台高二期中)在光滑水平面上,A、B两个物体在同一直线上沿同一方向运动,A的动量为18 kg·m/s,B的动量为24 kg·m/s。A从后面追上B,它们相互作用一段时间后,B的动量增大为32 kg·m/s,方向不变。下列说法正确的是 A.若此过程为弹性碰撞,则两物体的质量之比为 B.若此过程为非弹性碰撞,则两物体的质量之比可能为 C.若此过程为弹性碰撞,则两物体的质量之比为 D.若此过程为非弹性碰撞,则两物体的质量之比可能为 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 由题意可知,碰前,有>,解得<,A碰B过程,有pA+pB=pA1+pB1,,解得;碰后,有,解得,综上可得。若为弹性碰撞,则两物体的质量之比为,A正确,C错误;若为非弹性碰撞,则两物体的质量之比满足<,B正确,D错误。故选AB。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 11.(10分)(2025·广东广州高二期中) 某次训练中使用的冰壶A和冰壶B的质量均为20 kg,初始时两冰壶之间的距离s=7.5 m,冰壶A被运动员以v0= 2 m/s的初速度水平掷出后,与静止的冰壶B碰撞,碰后瞬间冰壶A的速度大小变为vA=0.2 m/s,方向不变,碰撞时间极短。已知两冰壶与冰面间的动摩擦因数均为μ=0.02,重力加速度g取。求: (1)冰壶A与B碰撞前的速度大小v1; 答案:1 m/s 冰壶A从开始运动到与冰壶B碰撞过程中,根据动能定理可得-μmgs=mv02 代入数据解得v1=1 m/s。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (2)两冰壶碰撞后瞬间B的速度大小vB; 答案:0.8 m/s 两冰壶碰撞过程中,满足动量守恒,以v1的方向为正方向,则有mv1=mvA+mvB 代入数据解得vB=0.8 m/s。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (3)判断两冰壶间的碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞。 碰撞前两冰壶的总动能Ek1=mv12=10 J 碰撞后两冰壶的总动能Ek2=mvA2+mvB2=6.8 J,由Ek1>Ek2可知两冰壶间的碰撞为非弹性碰撞。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 12.(10分) 如图所示,在水平光滑直导轨上,静止着三个质量均为m= 1 kg的相同小球A、B、C,现让A球以v0=2 m/s的速度向着B球运动,A、B两球碰撞后粘合在一起,两球继续向右运动并跟C球碰撞,C球的最终速度vC=1 m/s。求: (1)A、B两球跟C球相碰前共同速度的大小; 答案:1 m/s A、B球相碰满足动量守恒,以v0的方向为正方向,有mv0=2mv1 解得v1=1 m/s 即两球跟C球相碰前的速度大小为1 m/s。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (2)第二次碰撞过程中损失的动能; 答案:0.25 J 两球与C球碰撞同样满足动量守恒,以v1的方向为正方向,有2mv1=mvC+2mv2 解得两球碰后的速度v2=0.5 m/s 第二次碰撞损失的动能ΔEk=×2mv22=0.25 J。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (3)两次碰撞过程中共损失的动能。 答案:1.25 J 两次碰撞共损失的动能 ΔEk′=mvC2=1.25 J。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 谢 谢 观 看 弹性碰撞和非弹性碰撞 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 $

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第1章 第5节 弹性碰撞和非弹性碰撞-【金版新学案】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义配套课件(人教版)
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