2022年高中物理第章碰撞与动量守恒碰撞教师用书教科版选修- .pdf

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1、1 1碰撞学 习 目 标知 识 脉 络1.知道碰撞的特点.2.会用实验探究碰撞前后物体动能的变化(重点)3.知道弹性碰撞和非弹性碰撞，会用能量的观点分析弹性碰撞和非弹性碰撞(重点、难点)碰 撞 现 象 先填空 碰撞现象做相对运动的两个(或几个)物体相遇而发生相互作用，在很短的时间内，它们的运动状态会发生显著变化，这一过程叫做碰撞 再判断 1发生碰撞的两个物体的运动方向一定都发生变化()2两个物体之间发生碰撞后，它们的运动方向可能相同()3两个带正电的小球在碰撞时并不接触，所以不能算是碰撞()后思考 如图 1-1-1 所示，质量为m，速度为v的小球与挡板发生碰撞，碰后以大小不变的速度反向弹回图

2、1-1-1(1)小球的运动状态是否发生了改变？(2)小球的动能是否发生了变化？【提示】(1)由于小球的运动方向发生了改变，故小球的运动状态发生了改变(2)由于小球的速度大小没有变化，故小球的动能没有变化碰撞的特点名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 7 页 -2 1时间特点：碰撞现象中，相互作用的时间极短，相对物体运动的全过程可忽略不计2相互作用力特点：在碰撞过程中，系统的内力远大于外力3位移特点：在碰撞过程中，由于在极短的时间内物体的速度发生突变，物体发生的位移极小，可认为碰撞前后物体处于同一位置1碰撞现象的主要特点有()A物体相互作用时间短B物体相互作用前速度很大C

3、物体相互作用后速度很大D物体间相互作用力远大于外力E相互作用过程中物体的位移可忽略【解析】碰撞过程发生的作用时间很短作用力很大，远大于物体受到的外力，与物体作用前后的速度大小无关，物体的位移可忽略，故A、D、E正确【答案】ADE 2钢球A以一定的速度沿光滑水平面向静止于前面的另一相同大小的钢球B运动，下列对两球相互作用过程说法正确的是()【导学号：11010000】A两球相互作用的过程始终没有动能的损失B钢球A减速运动时，系统动能不变C两球速度相等的瞬间，系统动能最小D两球速度相等的瞬间，系统势能最大E碰撞过程B的速度一直增大【解析】两球相互作用过程中由于存在相互作用的弹力，两球均发生形变，有

4、弹性势能，系统动能有损失，两球速度相等瞬间，系统动能损失最大，弹性势能最大【答案】CDE 处理碰撞问题的几点提醒(1)作用时间很短(2)运动状态变化显著(3)位移变化非常小名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 7 页 -3 碰 撞 中 动 能 的 变 化1 实验装置：气垫导轨、数字计时器(图 1-1-4)导轨上附有滑块和光电门，如图 1-1-2所示滑块上装有挡光条和弹簧片，如图1-1-3 所示图 1-1-3图 1-1-42探究过程(1)先用天平测出带弹簧片的滑块1、滑块 2 的质量m1、m2，然后用手推动滑块1 使其获得初速度v1，与静止的滑块2 发生正碰，测定碰撞前、

5、后两滑块的速度大小，并算出两滑块碰撞前、后的动能Ek1、Ek2和Ek1、Ek2，比较Ek1Ek2和Ek1Ek2的大小(2)换用不带弹簧片的两滑块重复(1)(3)将滑块上的弹簧片换成橡皮泥，使有橡皮泥的两端正对，重复实验(1)3实验结论对于不同的碰撞情况，动能的变化情况不同，在第一种情况下，两滑块碰撞前、后的动能之和大致不变，在第二、三种情况下，碰后两滑块的动能之和变小了，而第三种情况动能损失的更多3在利用气垫导轨探究碰撞中的动能变化时，下列哪些因素可导致实验误差()A导轨安放不水平B小车上挡光片倾斜C两小车质量不相等D两小车碰后连在一起E向气垫导轨送气的气源压力不足【解析】导轨安放不水平，小车

6、速度将受重力的影响，从而导致实验误差；挡光片倾斜会导致挡光片宽度不等于挡光阶段小车通过的位移，使计算速度出现误差；气源压力不足时，小车与导轨的摩擦力对实验的影响而导致实验误差故本题应选A、B、E.【答案】ABE 4某同学利用气垫导轨做“探究碰撞前、后物体动能变化”的实验，气垫导轨装置如名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 7 页 -4 图 1-1-5 所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成图 1-1-5(1)下面是实验的主要步骤：安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；向气垫导轨通入压缩空气；接通光电计时器；把滑块 2 静止放在气垫导轨的

7、中间；滑块 1 挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；释放滑块1，滑块 1 通过光电门1 后与左侧有固定弹簧的滑块2 碰撞，碰后滑块1 和滑块 2 依次通过光电门2，两滑块通过光电门后依次被制动；读出滑块通过两个光电门的挡光时间：滑块1 通过光电门1 的挡光时间t110.01 ms，通过光电门2 的挡光时间t249.99 ms，滑块 2 通过光电门2 的挡光时间t38.35 ms；测出挡光片的宽度d5 mm，测得滑块1(包括撞针)的质量为m1300 g，滑块 2(包括弹簧)质量为m2200 g；(2)数据处理与实验结论：实验中气垫导轨的作用是：A._，B_.碰撞前滑块1 的速度v1为_m/s；碰撞后滑

8、块1 的速度v2为_m/s；滑块 2 的速度v3为_m/s；(结果保留两位有效数字)碰撞前两滑块的总动能Ek1_J，碰撞后两滑块的总动能Ek2_J，Ek1_Ek2(选填“”“”或“”)【解析】(2)A.大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差B保证两个滑块的碰撞是正碰滑块 1 碰撞前的速度v1dt1510310.01103m/s0.50 m/s；滑块 1 碰撞后的速度v2dt2510 349.99103m/s0.10 m/s；滑块 2 碰撞后的速度v3dt3510 38.35103m/s0 60 m/s；碰撞前的总动能Ek112m1v210.037 5 J 名师资料总结-精品资料欢迎下载-

9、名师精心整理-第 4 页，共 7 页 -5 碰撞后的总动能Ek212m1v2212m2v230.037 5 J 所以碰撞前后总动能相等【答案】(2)A.大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差B保证两个滑块的碰撞是正碰0.500.10 0.60 0.037 50.037 5 利用气垫导轨探究碰撞时，一定要保证碰撞的两物体“水平”和“正碰”.碰 撞 的 分 类 先填空 1弹性碰撞碰撞前后的系统总动能不变，这种碰撞称为弹性碰撞2非弹性碰撞碰撞后的系统总动能减小了，有一部分动能转化为其他形式的能量，这种碰撞称为非弹性碰撞3完全非弹性碰撞在非弹性碰撞中，如果两物体碰后粘在一起，以相同的速度运动，这

10、种碰撞称为完全非弹性碰撞4正碰和斜碰(1)正碰：碰撞前后物体的运动方向在同一条直线上(2)斜碰：碰撞前后物体的运动方向不在同一直线上 再判断 1弹性碰撞过程中，物体的总机械能守恒()2两辆汽车迎面相撞属于弹性碰撞()3正、负离子碰撞后共同组成分子的现象属于完全非弹性碰撞()后思考 你能说出弹性碰撞与非弹性碰撞的本质区别吗？现实生活中，哪些碰撞可近似看作弹性碰撞？(请举例说明)【提示】两种碰撞的本质区别是碰撞前后系统动能是否守恒现实生活中的碰撞，多名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 7 页 -6 数是非弹性碰撞乒乓球拍击打乒乓球、网球拍击打网球、台球间的碰撞可近似看作弹

11、性碰撞弹性碰撞与非弹性碰撞的区别弹性碰撞非弹性碰撞碰后形变情况完全恢复不能完全恢复能量损失情况没有能量损失，碰撞前后系统的动能相等一部分动能转变为其他形式的能，碰撞前后系统的动能不再相等5如图 1-1-6 所示，两小球在同一轨道槽内发生了碰撞，两小球都是弹性小球，则它们的碰撞属于()【导学号：11010001】图 1-1-6A正碰B斜碰C弹性碰撞D非弹性碰撞E碰撞前后动能保持不变【解析】两小球在同一槽内，两球运动的方向在两球的连心线上，是正碰，则选项A正确；两小球都是弹性小球，属于弹性碰撞，故选项C、E正确【答案】ACE 6下面对于碰撞的理解，正确的是()A碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短

12、时间内它们的运动状态发生显著变化的过程B在碰撞现象中，一般来说物体所受的外力作用可以忽略C正、负离子碰撞后共同组成分子的现象属于完全非弹性碰撞D根据碰撞过程中动能是否守恒，碰撞可分为正碰和斜碰E正碰是弹性碰撞，斜碰是非弹性碰撞【解析】碰撞的主要特点是：相互作用时间短，作用力峰值大，因而其他外力可以忽略不计，在极短时间内物体的运动状态发生明显变化，故A、B对；根据碰撞前后动能是否不变，碰撞分为弹性碰撞和非弹性碰撞，其中动能不变的碰撞称为弹性碰撞，故C对、D、E名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 7 页 -7 错【答案】ABC 1弹性碰撞是一种理想化碰撞，现实中的多数碰撞实际上都属于非弹性碰撞2当两物体碰撞后不再分开，此时系统动能损失最大，称为完全非弹性碰撞名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 7 页 -