人教版 (2019)选择性必修 第一册第一章 动量守恒定律5 弹性碰撞和非弹性碰撞优秀导学案
展开【学习目标】
1.了解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞;会应用动量、能量的观点综合分析解决一维碰撞问题。
2.加深对动量守恒定律和机械能守恒定律的理解,能运用这两个定律解决碰撞问题。
【学习重难点】
用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题。
【学习过程】
一、弹性碰撞和非弹性碰撞
问题1:质量m1=10g的小球在光得的水平面上以v1=30cm/s的速度向右运动,恰遇上质量m2=10g的静止的小球。碰撞后,小球m1恰好静止。那么碰撞后小球m2的速度多大?方向如何?
思考:碰撞前后机械能变化吗?
问题2:质量m1=10g的小球在光得的水平面上以v1=30cm/s的速度向右运动,恰遇上质量m2=50g的小球以v2=10cm/s的速度向左运动。碰撞后,小球m2恰好静止。那么碰撞后小球m1的速度多大?方向如何?
思考:碰撞前后机械能变化吗?
总结:
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___________。
二、弹性碰撞的实例分析
1.对心碰撞与非对心碰撞
观察这两种碰撞的不同,总结:
(1)对心碰撞:碰撞前后的速度_________________________,也称__________。
(2)非对心碰撞:碰撞前后的速度_______________________,也称__________。
2.弹性碰撞
已知:如图,地面光滑,物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性碰撞,碰后它们的速度分别为v1'和v2',求v1'和v2'。
请分析几下几种情况下的速度情况:
(1)若m1=m2
生活实例:________________________________
(2)若m1≫m2
生活实例:________________________________
(3)若m1≪m2
生活实例:________________________________
【例题1】两球做相向运动,碰撞后两球变为静止,则碰撞前两球( )
A.质量一定相等
B.动能一定相等
C.动量大小一定相等
D.以上均不正确
【例题2】在光滑水平面上相向运动的??、??两小球发生正碰后一起沿??原来的速度方向运动,这说明原来( )
A.??球的质量一定大于??球的质量
B.??球的速度一定大于??球的速度
C.??球的动量一定大于??球的动量
D.??球的动能一定大于??球的动能
【例题3】在光滑水平面上,两球沿着球心连线以相等速率相向而行,并发生碰撞下列现象中不可能发生的是( )
A.若两球质量相等,碰后以某一相等速率相互分开
B.若两球质量相等,碰后以某一相等速率同向而行
C.若两球质量不同,碰后以某一相等速率互相分开
D.若两球质量不同,碰后以某一相等速率同向而行
【例题4】甲、乙两球在光滑水平轨道上运动,它们的动量分别是5kg∙m/s和7kg∙m/s,甲追上乙并发生碰撞,碰撞后乙球的动量变为10kg∙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.4m甲=m乙
D.m乙=6m甲
【课堂练习】
1.在气垫导轨上,一个质量为400g的滑块以15cm/s的速度与另一质量为200g,速度为10cm/s并沿相反方向运动的滑块迎面相撞,碰撞后两个滑块粘在一起。
(1)求碰撞后滑块速度的大小和方向。
(2)这次碰撞,两滑块共损失了多少机械能?
2.速度为10m/s的塑料球与静止的钢球发生正碰,钢球的质量是塑料球的4倍,碰撞是弹性的,求碰撞后两球的速度。
3.有些核反应堆里要让中子与原子核碰撞,以便把中子的速度降下来。为此,应该选用质量较大的还是质量较小的原子核?为什么?
4.一种未知粒子跟静止的氢原子核正碰,测出碰撞后氢原子核的速度是3.3×107m/s。该未知粒子跟静止的氮原子核正碰时,测出碰撞后氮原子核的速度是4.4×106m/s。已知氢原子核的质量是mH,氮原子核的质量是14mH,上述碰撞都是弹性碰撞,求未知粒子的质量。
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