鲁科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第1章 第4节 弹性碰撞与非弹性碰撞.ppt

答案B4.在沙堆上有一木块,质量m0=5kg,木块上放一爆竹,质量m=0.10kg。点燃爆竹后木块陷入沙中深5cm,若沙对木块运动的阻力恒为58N,不计爆竹中火药质量和空气阻力。求爆竹上升的最大高度。(g取10m/s2)解析火药爆炸时内力远大于重力,所以爆炸时动量守恒,设v、v分别为爆炸后爆竹和木块的速率,取向上的方向为正方向,由动量守恒定律得mv-m0v=0①答案20m本课结束2.如图所示,A、B、C、D、E、F六个小球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小球质量小于B小球质量。A小球的质量等于F小球的质量,A小球以速度v0向B小球运动,所产生的碰撞均为弹性碰撞,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个小球都运动解析A小球与B小球相碰时,由于A小球的质量小于B小球的质量,A小球弹回,B小球获得速度与C小球碰撞,由于发生的碰撞为弹性碰撞且质量相等,B小球静止,C小球获得速度,同理,C小球与D小球的碰撞,D小球与E小球的碰撞都是如此,E小球获得速度后与F小球的碰撞过程中,由于E小球的质量大于F小球的质量,所以E小球、F小球碰后都向前运动,所以碰撞之后,A、E、F三小球运动,B、C、D三小球静止,选项C正确。答案C课堂篇探究学习探究一对碰撞问题的认识和理解情境探究下图为一种游戏器具——超级碰撞球。多颗篮球般大小的钢球用钢缆悬挂在屋顶。拉开最右边钢球到某一高度,然后释放,碰撞后,仅最左边的球被弹起,摆至最大高度后落下来再次碰撞,致使最右边钢球又被弹起。上述现象如何解释?要点提示质量相等的两物体发生弹性正碰,碰撞中的动量、动能都守恒,碰后二者交换速度。知识归纳1.对碰撞的广义理解物理学里所研究的碰撞,包括的范围很广,只要通过短时间作用,物体的动量发生了明显的变化,都可视为碰撞。例如:两个小球的撞击,子弹射入木块,系在绳子两端的物体将松弛的绳子突然拉直,铁锤打击钉子,列车车厢的挂接,中子轰击原子核等均可视为碰撞问题。需注意的是必须将发生碰撞的双方(如两小球、子弹和木块、铁锤和钉子、中子和原子核等)包括在同一个系统中,才能对该系统应用动量守恒定律。2.碰撞过程的五个特点(1)时间特点:在碰撞现象中,相互作用的时间很短。(2)相互作用力的特点: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。(3)动量的特点:系统的内力远远大于外力,所以系统即使所受合外力不为零,外力也可以忽略,系统的总动量守恒。(4)位移特点:碰撞过程时间极短,在物体发生碰撞瞬间,可忽略物体的位移,认为物体在碰撞前后仍在原位置。(5)能量特点:碰撞前总动能Ek与碰撞后总动能Ek满足Ek≥Ek。3.碰撞的规律(1)碰撞的种类及遵从的规律种类遵从的规律弹性碰撞动量守恒,机械能守恒非弹性碰撞动量守恒,机械能有损失完全非弹性碰撞动量守恒,机械能损失最大碰后速度相等(或结合在一起)(2)特殊的弹性碰撞——运动物体碰静止物体典例剖析例题1质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A球的动量是7kg·m/s,B球的动量是5kg·m/s,当A球追上B球发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能值是()A.pA=6kg·m/s,pB=6kg·m/sB.pA=3kg·m/s,pB=9kg·m/sC.pA=-2kg·m/s,pB=14kg·m/sD.pA=-4kg·m/s,pB=17kg·m/s解析A、B球碰撞遵从动量守恒,有pA+pB=pA+pB,选项D中数据不满足该方程,因而选项D错误;A、B球碰撞遵从能量守恒,碰前的总动能应不小于碰后总动能,即,mA=mB,选项A、B、C中数据只有A选项符合上式,选项A正确。答案A规律方法1.碰撞现象同时遵守的三条原则(1)动量守恒:即p1+p2=p1+p2。(3)碰前、碰后的速度要符合实际的运动情景:①如果碰撞前两物体同向运动,则后面物体的速度必大于前面物体的速度,否则无法实现碰撞。碰撞后,原来在前的物体的速度一定增大,且原来在前的物体速度大于或等于原来在后的物体的速度,否则碰撞没有结束。②如果碰撞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(至少有一个物体的速度方向改变),除非两物体碰撞后速度均为零。2.追碰现象合理性分析判断流程变式训练1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=4kg,mB=2kg,速度分