1、1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞弹性碰撞和非弹性碰撞【学习目标学习目标】1.了解什么是弹性碰撞、非弹性碰撞2.会用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题3.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与生产、生活相关的实际问题【开启新探索开启新探索】碰撞是自然界中常见的现象。陨石撞击地球而对地表产破坏，网球受球拍撞击而改变运动状态物体碰撞中动量的变化情况。那么，在各种碰撞中能量又是如何变化的？【质疑提升质疑提升 1】弹性碰撞和非弹性碰撞弹性碰撞和非弹性碰撞1. 通过下例，我们研究碰撞中的能量变化。如图所示，在光滑水平面上，两个物体的质量都是 m，碰撞前一个物体静止，另一个以速
2、度 v 向它撞去。碰撞后两个物体粘在一起，成为一个质量为 2m 的物体，以一定速度继续前进。则：（1）碰撞后该系统的速度?（2）碰撞前、后该系统的总动能是否变化，若变化，变化多少?2. 分析，以上情景中碰撞后的总动能为什么减小？如何减小碰撞中的动能损失？3. 阅读课本，说明什么是弹性碰撞？什么是非弹性碰撞？4. 高中阶段研究较基础的一维碰撞：正碰（也称对心碰撞、一维碰撞） 。正碰：两个小球相碰，碰撞前、后球的运动速度与两球心的连线始终。5. 下面我们主要研究一维、动碰静、弹性碰撞所遵从的规律。设物体 m1 以速度 v1 与原来静止的物体 m2 发生弹性正碰，如图 1.5-4 所示。则：碰撞后
3、m1 、m2 的速度 v1和 v分别为多少？6.通过以下三种情况对碰撞后 m1 、m2 的速度 v1和 v进行分析。， （1）若 m1 m2，则 v1和 v有怎样的特点？（2）若 m1 m2，则 v1和 v有怎样的特点？（3）若 m1 m2，则 v1和 v有怎样的特点？【学以致用学以致用】1. 在气垫导轨上，一个质量为 400 g 的滑块以 20 cm/s 的速度与另一质量为 200 g、速度为 10 cm/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。 0.1 与与 400g 的初速度方向相同的初速度方向相同（2）这次碰撞，两滑块共损失了多
4、少机械能？ 6*10-31 速度为 10 m/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。 153v152v2 如图所示，质量相等的 A、B 两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A 球的速度是 6 m/s，B 球的速度是-2 m/s，A、B 两球发生对心碰撞。对于该碰撞之后的 A、B 两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果一定无法实现的是（D）AvA=3 m/s，vB=1 m/sBvA=2 m/s，vB=2 m/sCvA=1 m/s，vB=3 m/s DvA= -3 m/s，vB=7 m/s【
5、学科素养提升学科素养提升】1 一炮弹质量为 m，以一定的倾角斜向上发射，达到最高点时速度大小为 v，方向水平。炮弹在最高点爆炸成两块，其中质量为的一块恰好做自由落体运动，则爆炸后另一4m块的瞬时速度大小为（B）ABCD169v43v34v3v2 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的 B 球相碰，则碰后 A、B 两球总动能3m可能为（C）A0B2116mvCD214mv258mv3 光滑水平面上，质量为 1kg 的小球 A 以的速度向右运动，与同向运动的速度为6m/s、质量为 2kg 的半径相同的小球 B 发生正碰，碰撞后小球 B 以
6、的速度运动。2m/s4m/s求：（1）碰后 A 球的速度；（2）碰撞过程中 A 球对 B 球的冲量大小；I（3）碰撞过程中 A、B 系统损失的机械能。E2443 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？较小较小4 水平面上静止着两个大小可忽略的物块 A 和 B，A 的质量是 B 的 3 倍，与水平面之B间的动摩擦因数 =0.3，A 与水平面之间无摩擦力。现给 A 一水平向右的速度v0=5m/s，A、B 两物体发生弹性碰撞，取g=10m/s2。求：(1)两物块第一次相碰后的速度？(2)经过多长时间再次碰撞？2.5 7.53
7、.755 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 3.3107 m/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 4.4106 m/s。已知氢原子核的质量是 mH，氮原子核的质量是 14 mH，上述碰撞都是弹性碰撞，求未知粒子的质量。这实际是历史上查德威克测量中子质量从而发现中子的实验，请你根据以上查德威克的实验数据计算：中子的质量与氢核的质量 mH 有什么关系？ 相等相等7. 质量为 m、速度为 v 的 A 球跟质量为 3m 的静止 B 球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后 B 球的速度可能有不同的值。请你论证：碰撞后 B 球
8、的速度可能是以下值吗？ （1）0.6v；（2）0.4v。 0.60.6 不可能不可能 动能超动能超 1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞【学习目标】1.了解什么是弹性碰撞、非弹性碰撞2.会用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题3.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与生产、生活相关的实际问题【开启新探索】碰撞是自然界中常见的现象。陨石撞击地球而对地表产破坏，网球受球拍撞击而改变运动状态物体碰撞中动量的变化情况。那么，在各种碰撞中能量又是如何变化的？【质疑提升 1】弹性碰撞和非弹性碰撞1. 通过下例，我们研究碰撞中的能量变化。如图所示，在光滑水平面上，两个物体的质量都是
9、m，碰撞前一个物体静止，另一个以速度 v 向它撞去。碰撞后两个物体粘在一起，成为一个质量为 2m 的物体，以一定速度继续前进。则：（1）碰撞后该系统的速度?（2）碰撞前、后该系统的总动能是否变化，若变化，变化多少?2. 分析，以上情景中碰撞后的总动能为什么减小？如何减小碰撞中的动能损失？3. 阅读课本，说明什么是弹性碰撞？什么是非弹性碰撞？4. 高中阶段研究较基础的一维碰撞：正碰（也称对心碰撞、一维碰撞） 。正碰：两个小球相碰，碰撞前、后球的运动速度与两球心的连线始终。5. 下面我们主要研究一维、动碰静、弹性碰撞所遵从的规律。设物体 m1 以速度 v1 与原来静止的物体 m2 发生弹性正碰，如
10、图 1.5-4 所示。则：碰撞后 m1 、m2 的速度 v1和 v分别为多少？6.通过以下三种情况对碰撞后 m1 、m2 的速度 v1和 v进行分析。， （1）若 m1 m2，则 v1和 v有怎样的特点？（2）若 m1 m2，则 v1和 v有怎样的特点？（3）若 m1 m2，则 v1和 v有怎样的特点？【学以致用】1. 在气垫导轨上，一个质量为 400 g 的滑块以 20 cm/s 的速度与另一质量为 200 g、速度为 10 cm/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？1 速度为 10 m
11、/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。2 如图所示，质量相等的 A、B 两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A 球的速度是 6 m/s，B 球的速度是-2 m/s，A、B 两球发生对心碰撞。对于该碰撞之后的 A、B 两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果一定无法实现的是（）AvA=3 m/s，vB=1 m/sBvA=2 m/s，vB=2 m/sCvA=1 m/s，vB=3 m/s DvA= -3 m/s，vB=7 m/s【学科素养提升】1 一炮弹质量为 m，以一定的倾角斜向上发射，达到
12、最高点时速度大小为 v，方向水平。炮弹在最高点爆炸成两块，其中质量为的一块恰好做自由落体运动，则爆炸后另一4m块的瞬时速度大小为（ ）ABCD169v43v34v3v2 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的 B 球相碰，则碰后 A、B 两球总动能3m可能为（ ）A0B2116mvCD214mv258mv3 光滑水平面上，质量为 1kg 的小球 A 以的速度向右运动，与同向运动的速度为6m/s、质量为 2kg 的半径相同的小球 B 发生正碰，碰撞后小球 B 以的速度运动。2m/s4m/s求：（1）碰后 A 球的速度；（2）碰撞过程中
13、A 球对 B 球的冲量大小；I（3）碰撞过程中 A、B 系统损失的机械能。E3 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 水平面上静止着两个大小可忽略的物块 A 和 B，A 的质量是 B 的 3 倍，与水平面之B间的动摩擦因数 =0.3，A 与水平面之间无摩擦力。现给 A 一水平向右的速度v0=5m/s，A、B 两物体发生弹性碰撞，取g=10m/s2。求：(1)两物块第一次相碰后的速度？(2)经过多长时间再次碰撞？5 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 3.3107 m/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 4.4106 m/s。已知氢原子核的质量是 mH，氮原子核的质量是 14 mH，上述碰撞都是弹性碰撞，求未知粒子的质量。这实际是历史上查德威克测量中子质量从而发现中子的实验，请你根据以上查德威克的实验数据计算：中子的质量与氢核的质量 mH 有什么关系？ 7. 质量为 m、速度为 v 的 A 球跟质量为 3m 的静止 B 球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后 B 球的速度可能有不同的值。请你论证：碰撞后 B 球的速度可能是以下值吗？ （1）0.6v；（2）0.4v。
