6动量守恒碰撞学案.doc

高三物理学案 （ 高 三 一 轮 ) （ 高 三 一 轮 ) 组题人：王玉满 核对人：马琦 审核人： 学案 实验版 第周第个 动量守恒定律的应用------- 碰撞问题 1.完全弹性碰撞 特点：系统动量守恒，机械能守恒． 设质量m1的物体以速度v0与质量为m2的在水平面上静止的物体发生弹性正碰， 则有 动量守恒： 机械能守恒 所以 v1=v0 v2=0 (注：在同一水平面上发生弹性正碰，机械能守恒 [讨论] ①当ml=m2时，v1=0，v2=v0(速度互换) ②当mlm2时，v1≈-v0，v2≈O(速度反向) ③当mlm2时，v10，v2O(同向运动) ④当mlm2时，v1O，v2O(反向运动) ⑤当mlm2时，v1≈v,v2≈2v0 (同向运动) 2.非弹性碰撞 特点：部分机械能转化成物体的内能,系统损失了机械能两物体仍能分离.动量守恒 用公式表示为： m1v1+m2v2= m1v1′+m2v2′ 机械能的损失： 　　 3.完全非弹性碰撞 特点：碰撞后两物体粘在一起运动，此时动能损失最大,而动量守恒． 用公式表示为： m1v1+m2v2=(m1+m2)v 动能损失： 运动状态的判定 两球在光滑水平面上的同一条直线上相碰撞，有如下特点： (1)动量守恒，即p1+p2= p1′+p2′ (2)动能不增加，即Ek1+Ek2≥Ek1′+Ek2′ (3)速度要符合物理情景：如果碰前两物体同向运动，则后面物体速度必须大于前面物体的速度．碰撞后原来在前面的物体速度必增大，且大于或等于原来在后面的物体的速度，否则碰撞没有结束；如果碰前两物体是相向运动，而碰后两物体的运动方向不可能都不改变，除非碰后两物体速度均为零. 1．碰撞问题的特点： （1）作用时间极短，内力远大于外力，总动量总是守恒的。 （2）碰撞过程中，总动能不增。因为没有其它形式的能量转化为动能。当两物体碰后速度相等时，即发生完全非弹性碰撞时，系统动能损失最大。 （3）碰撞过程中，两物体产生的位移可忽略。 2.判定碰撞可能性问题的分析思路 （1）判定系统动量是否守恒。 （2）判定物理情景是否可行，如追碰后，前球动量不能减小，后球动量在原方向上不能增加；追碰后，后球在原方向的速度不可能大于前球的速度。 （3）判定碰撞前后动能是否增加。 典型例题 一．判断碰撞的可能性的 例1、甲乙两球在光滑水平轨道上向同方向运动，已知它们的动量分别是P1=5kg.m/s,P2=7kg.m/s,甲从后面追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为10 kg.m/s，则二球质量m1与m2间的关系可能是下面的哪几种？ A、m1=m2 B、2m1=m2 C、4m1=m2 D、6m1=m2。 分析与解：甲乙两球在碰撞过程中动量守恒，所以有： P1+P2= P1，+ P2， 即：P1，=2 kg.m/s。 由于在碰撞过程中，不可能有其它形式的能量转化为机械能，只能是系统内物体间机械能相互转化或一部分机械能转化为内能，因此系统的机械能不会增加。所以有： 所以有：m1m2,不少学生就选择（C、D）选项。 这个结论合“理”，但却不合“情”。因为题目给出物理情景是“甲从后面追上乙”，要符合这一物理情景，就必须有，即m1；同时还要符合碰撞后乙球的速度必须大于或等于甲球的速度这一物理情景，即，所以 .因此选项（D）是不合“情”的，正确的答案应该是（C）选项。 例2．在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等的速率相向而行，并发生碰撞，下列现象可能的是 B ①若两球质量相等，碰后以某一相等速率互相分开 ②若两球质量相等，碰后以某一相等速率同向而行 ③若两球质量不等，碰后以某一相等速率互相分开 ④若两球质量不等，碰后以某一相等速率同向而行 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 例3、如图所示，半径和动能都相等的两个小球相向而行．甲球质量m甲大于乙球质量m乙，水平面是光滑的，两球做对心碰撞以后的运动情况可能是下述哪些情况？ AB 图A．甲球速度为零，乙球速度不为零 图 B．两球速度都不为零 C．乙球速度为零，甲球速度不为零 D．两球都以各自原来的速率反向运动 分析与解：首先根据两球动能相等，得出两球碰前动量大小之比为：，因m甲m乙，则P甲P乙，则系统的总动量方向向右。 根据动量守恒定律可以判断，碰后两球运动情况可能是A、B所述情况，而C、D情况是违背动量守恒的，故C、D情况是不可能的． 例4、两个小球a、