《高中物理 第十六章 動(dòng)量守恒定律 第4節(jié) 碰撞課件 新人教版選修35》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第十六章 動(dòng)量守恒定律 第4節(jié) 碰撞課件 新人教版選修35（37頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第第十十六六章章第第4節(jié)節(jié)新知預(yù)新知預(yù)習(xí)習(xí)巧設(shè)計(jì)巧設(shè)計(jì) 要點(diǎn)一要點(diǎn)一要點(diǎn)二要點(diǎn)二要點(diǎn)三要點(diǎn)三名師課名師課堂堂一點(diǎn)通一點(diǎn)通創(chuàng)新演創(chuàng)新演練練大沖關(guān)大沖關(guān) 隨堂檢測隨堂檢測歸納小結(jié)歸納小結(jié) 課下作業(yè)課下作業(yè)綜合提升綜合提升1.通過對碰撞的研究，理解碰撞的特點(diǎn)。通過對碰撞的研究，理解碰撞的特點(diǎn)。2.知道對心碰撞和非對心碰撞及散射現(xiàn)知道對心碰撞和非對心碰撞及散射現(xiàn) 象。象。3.會(huì)運(yùn)用動(dòng)量守恒定律分析、解決碰撞會(huì)運(yùn)用動(dòng)量守恒定律分析、解決碰撞 問題。問題。1碰撞的分類碰撞的分類(1)從能量上分類：從能量上分類：彈性碰撞彈性碰撞碰撞過程中機(jī)械能碰撞過程中機(jī)械能 非彈性碰撞非彈性碰撞 碰撞過程中機(jī)械能碰撞過程

2、中機(jī)械能 完全非彈性完全非彈性碰撞碰撞碰撞后合為碰撞后合為 或碰后具有共同速度，這種碰或碰后具有共同速度，這種碰撞動(dòng)能損失撞動(dòng)能損失 守恒守恒不守恒不守恒一體一體最大最大(2)從碰撞前后速度的方向上分類：從碰撞前后速度的方向上分類：對心碰撞對心碰撞(正碰正碰)碰撞前后物體的速度在碰撞前后物體的速度在 上上非對心碰撞非對心碰撞(斜碰斜碰) 碰撞前后物體的速度不在同一直線上碰撞前后物體的速度不在同一直線上同一直線同一直線 關(guān)鍵一點(diǎn)關(guān)鍵一點(diǎn)不論哪種碰撞，都遵守動(dòng)量守恒定律，對不論哪種碰撞，都遵守動(dòng)量守恒定律，對于正碰可以在碰撞所在的直線上應(yīng)用動(dòng)量守恒定律。而對于于正碰可以在碰撞所在的直線上應(yīng)用動(dòng)量守

3、恒定律。而對于斜碰，要在相互垂直的兩個(gè)方向上分別應(yīng)用動(dòng)量守恒定律。斜碰，要在相互垂直的兩個(gè)方向上分別應(yīng)用動(dòng)量守恒定律。0 v1 v1 原速率原速率 v1 2v1 3散射散射 (1)定義：微觀粒子碰撞時(shí)，微觀粒子相互接近時(shí)并不定義：微觀粒子碰撞時(shí)，微觀粒子相互接近時(shí)并不發(fā)生發(fā)生 而發(fā)生的碰撞。而發(fā)生的碰撞。 (2)散射方向：由于粒子與物質(zhì)微粒發(fā)生對心碰撞的概散射方向：由于粒子與物質(zhì)微粒發(fā)生對心碰撞的概率率 ，所以，所以 粒子碰撞后飛向四面八方。粒子碰撞后飛向四面八方。 關(guān)鍵一點(diǎn)關(guān)鍵一點(diǎn)微觀粒子在散射時(shí)盡管不接觸，但滿足微觀粒子在散射時(shí)盡管不接觸，但滿足動(dòng)量守恒的條件，動(dòng)量是守恒的。動(dòng)量守恒的條件

4、，動(dòng)量是守恒的。 “接觸接觸”很小很小多數(shù)多數(shù)1以下對碰撞的理解，正確的是以下對碰撞的理解，正確的是 ()A彈性碰撞一定是對心碰撞彈性碰撞一定是對心碰撞B非對心碰撞一定是非彈性碰撞非對心碰撞一定是非彈性碰撞C彈性碰撞也可能是非對心碰撞彈性碰撞也可能是非對心碰撞D彈性碰撞和對心碰撞中動(dòng)量守恒，非彈性碰撞和非彈性碰撞和對心碰撞中動(dòng)量守恒，非彈性碰撞和非 對心碰撞中動(dòng)量不守恒對心碰撞中動(dòng)量不守恒解析：解析：彈性碰撞與非彈性碰撞和對心碰撞與非對心碰撞彈性碰撞與非彈性碰撞和對心碰撞與非對心碰撞是兩種不同的分類方法。不論在什么碰撞中，動(dòng)量守恒是兩種不同的分類方法。不論在什么碰撞中，動(dòng)量守恒定律都成立。定律

5、都成立。答案：答案：C2為了模擬宇宙大爆炸的情況，科學(xué)家們使兩個(gè)帶正電的為了模擬宇宙大爆炸的情況，科學(xué)家們使兩個(gè)帶正電的 重離子被加速后，沿同一條直線相向運(yùn)動(dòng)而發(fā)生猛烈碰重離子被加速后，沿同一條直線相向運(yùn)動(dòng)而發(fā)生猛烈碰撞。若要使碰撞前的動(dòng)能盡可能多地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，應(yīng)設(shè)撞。若要使碰撞前的動(dòng)能盡可能多地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，應(yīng)設(shè)法使離子在碰撞前的瞬間具有法使離子在碰撞前的瞬間具有 ()A相同的速率相同的速率B相同的質(zhì)量相同的質(zhì)量C相同的動(dòng)能相同的動(dòng)能 D大小相同的動(dòng)量大小相同的動(dòng)量解析：解析：當(dāng)兩重離子碰前動(dòng)量等大反向時(shí)，碰后離子可能當(dāng)兩重離子碰前動(dòng)量等大反向時(shí)，碰后離子可能均靜止，這時(shí)動(dòng)能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故

6、選均靜止，這時(shí)動(dòng)能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故選D。答案：答案：D3關(guān)于散射，下列說法正確的是關(guān)于散射，下列說法正確的是 ()A散射就是亂反射，毫無規(guī)律可言散射就是亂反射，毫無規(guī)律可言B散射中沒有對心碰撞散射中沒有對心碰撞C散射時(shí)仍遵守動(dòng)量守恒定律散射時(shí)仍遵守動(dòng)量守恒定律D散射時(shí)不遵守動(dòng)量守恒定律散射時(shí)不遵守動(dòng)量守恒定律解析：解析：由于散射也是碰撞，所以散射過程中動(dòng)量守恒。由于散射也是碰撞，所以散射過程中動(dòng)量守恒。答案：答案：C答案：答案：完全彈性完全彈性0 1碰撞的特點(diǎn)碰撞的特點(diǎn) (1)時(shí)間特點(diǎn)：碰撞現(xiàn)象中，相互作用的時(shí)間極短，相時(shí)間特點(diǎn)：碰撞現(xiàn)象中，相互作用的時(shí)間極短，相對物體運(yùn)動(dòng)的全過程可忽略不計(jì)

7、。對物體運(yùn)動(dòng)的全過程可忽略不計(jì)。 (2)相互作用力特點(diǎn)：在碰撞過程中，系統(tǒng)的內(nèi)力遠(yuǎn)大相互作用力特點(diǎn)：在碰撞過程中，系統(tǒng)的內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力。于外力。 (3)位移特點(diǎn)：在碰撞過程中，由于在極短的時(shí)間內(nèi)物位移特點(diǎn)：在碰撞過程中，由于在極短的時(shí)間內(nèi)物體的速度發(fā)生突變，物體發(fā)生的位移極小，可認(rèn)為碰撞前體的速度發(fā)生突變，物體發(fā)生的位移極小，可認(rèn)為碰撞前后物體處于同一位置。后物體處于同一位置。 2碰撞中系統(tǒng)的能量碰撞中系統(tǒng)的能量 (1)完全彈性碰撞：動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒。完全彈性碰撞：動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒。 (2)非彈性碰撞：動(dòng)量守恒，機(jī)械能有損失，轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)非彈性碰撞：動(dòng)量守恒，機(jī)械能有損失，轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)能

8、。內(nèi)能。 (3)完全非彈性碰撞：動(dòng)量守恒，機(jī)械能損失最大，碰后完全非彈性碰撞：動(dòng)量守恒，機(jī)械能損失最大，碰后兩物體粘合在一起。兩物體粘合在一起。 3處理碰撞問題的三個(gè)原則處理碰撞問題的三個(gè)原則 (1)動(dòng)量守恒，即動(dòng)量守恒，即p1p2p1p2。 (2)動(dòng)能不增加，即動(dòng)能不增加，即Ek1Ek2Ek1Ek2。 名師點(diǎn)睛名師點(diǎn)睛判斷一個(gè)碰撞過程能否發(fā)生時(shí)，必須同判斷一個(gè)碰撞過程能否發(fā)生時(shí)，必須同時(shí)考慮到碰撞過程中應(yīng)滿足的三個(gè)條件，不要認(rèn)為只要滿時(shí)考慮到碰撞過程中應(yīng)滿足的三個(gè)條件，不要認(rèn)為只要滿足動(dòng)量守恒就能發(fā)生。足動(dòng)量守恒就能發(fā)生。 1兩球兩球A、B在光滑水平面上沿同一直線、同一方向在光滑水平面上沿同

9、一直線、同一方向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)，mA1 kg，mB2 kg，vA6 m/s，vB2 m/s。當(dāng)。當(dāng)A追上追上B并發(fā)生碰撞后，兩球并發(fā)生碰撞后，兩球A、B速度的可能值是速度的可能值是 () AvA5 m/s，vB2.5 m/s BvA2 m/s，vB4 m/s CvA4 m/s，vB7 m/s DvA7 m/s，vB1.5 m/s 思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥依據(jù)處理碰撞問題的三個(gè)原則進(jìn)行分析依據(jù)處理碰撞問題的三個(gè)原則進(jìn)行分析判斷：動(dòng)量守恒、動(dòng)能不增加、速度要合理。判斷：動(dòng)量守恒、動(dòng)能不增加、速度要合理。 答案答案B 這類題目的易錯(cuò)點(diǎn)是只考慮動(dòng)量守恒，忽視其他合理這類題目的易錯(cuò)點(diǎn)是只考慮動(dòng)量守恒，忽視其他合理性

10、。解答這類問題要充分考慮動(dòng)量的合理性、動(dòng)能的合理性性。解答這類問題要充分考慮動(dòng)量的合理性、動(dòng)能的合理性和物理情景的合理性，在定量計(jì)算的基礎(chǔ)上，適當(dāng)考慮碰撞和物理情景的合理性，在定量計(jì)算的基礎(chǔ)上，適當(dāng)考慮碰撞前后的速度關(guān)系，這樣才能得出符合實(shí)際的結(jié)論。前后的速度關(guān)系，這樣才能得出符合實(shí)際的結(jié)論。名稱名稱比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目爆炸爆炸碰撞碰撞相相同同點(diǎn)點(diǎn)過程特點(diǎn)過程特點(diǎn)都是物體間的相互作用突然發(fā)生，相互作用都是物體間的相互作用突然發(fā)生，相互作用的力為變力，作用時(shí)間很短，平均作用力很的力為變力，作用時(shí)間很短，平均作用力很大，且遠(yuǎn)大于系統(tǒng)所受的外力，所以可以認(rèn)大，且遠(yuǎn)大于系統(tǒng)所受的外力，所以可以認(rèn)為碰撞、爆

11、炸過程中系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒為碰撞、爆炸過程中系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒過程模型過程模型由于碰撞、爆炸過程相互作用的時(shí)間很短，由于碰撞、爆炸過程相互作用的時(shí)間很短，作用過程中物體的位移很小，一般可忽略不作用過程中物體的位移很小，一般可忽略不計(jì)，因此可以把作用過程看做一個(gè)理想化過計(jì)，因此可以把作用過程看做一個(gè)理想化過程來處理，即作用后物體仍從作用前瞬間的程來處理，即作用后物體仍從作用前瞬間的位置以新的動(dòng)量開始位置以新的動(dòng)量開始名稱名稱比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目爆炸爆炸碰撞碰撞相同點(diǎn)相同點(diǎn) 能量情況能量情況都滿足能量守恒，總能量保持不變都滿足能量守恒，總能量保持不變不同點(diǎn)不同點(diǎn) 動(dòng)能情況動(dòng)能情況有其他形式的有其他形式的能

12、轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，動(dòng)能會(huì)增加動(dòng)能會(huì)增加彈性碰撞時(shí)動(dòng)能不變，非彈性碰撞時(shí)動(dòng)能不變，非彈性碰撞時(shí)動(dòng)能要損失，彈性碰撞時(shí)動(dòng)能要損失，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，動(dòng)能減動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，動(dòng)能減少少 名師點(diǎn)睛名師點(diǎn)睛 (1)在碰撞過程中，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，但機(jī)械能不一定守恒。在碰撞過程中，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，但機(jī)械能不一定守恒。 (2)在爆炸過程中，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，機(jī)械能一定不守恒。在爆炸過程中，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，機(jī)械能一定不守恒。 (3)宏觀物體碰撞時(shí)一般相互接觸，微觀粒子的碰撞不一定接宏觀物體碰撞時(shí)一般相互接觸，微觀粒子的碰撞不一定接觸，但只要符合碰撞的特點(diǎn)，就可認(rèn)為是發(fā)生了碰撞，可以用動(dòng)觸，但只要符合碰撞的特點(diǎn)

13、，就可認(rèn)為是發(fā)生了碰撞，可以用動(dòng)量守恒的規(guī)律分析求解。量守恒的規(guī)律分析求解。 2以初速度以初速度v0與水平方向成與水平方向成60角斜向上拋出的手榴角斜向上拋出的手榴彈，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)炸成質(zhì)量分別是彈，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)炸成質(zhì)量分別是m和和2m的兩塊。其中質(zhì)的兩塊。其中質(zhì)量大的一塊沿著原來的方向以量大的一塊沿著原來的方向以2v0的速度飛行。的速度飛行。 (1)求質(zhì)量較小的另一塊彈片速度的大小和方向。求質(zhì)量較小的另一塊彈片速度的大小和方向。 (2)爆炸過程中有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為彈片的動(dòng)能。爆炸過程中有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為彈片的動(dòng)能。 審題指導(dǎo)審題指導(dǎo) (1)手榴彈到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)具有水平方向的動(dòng)量，爆炸過手榴彈到達(dá)

14、最高點(diǎn)時(shí)具有水平方向的動(dòng)量，爆炸過程中水平方向動(dòng)量守恒。程中水平方向動(dòng)量守恒。 (2)爆炸過程中增加的動(dòng)能來源于燃料的化學(xué)能。爆炸過程中增加的動(dòng)能來源于燃料的化學(xué)能。 在處理爆炸問題，列動(dòng)量守恒方程時(shí)應(yīng)注意：爆炸前的在處理爆炸問題，列動(dòng)量守恒方程時(shí)應(yīng)注意：爆炸前的動(dòng)量是指即將爆炸那一刻的動(dòng)量，爆炸后的動(dòng)量是指爆炸剛動(dòng)量是指即將爆炸那一刻的動(dòng)量，爆炸后的動(dòng)量是指爆炸剛好結(jié)束時(shí)那一刻的動(dòng)量。好結(jié)束時(shí)那一刻的動(dòng)量。 相互作用的兩個(gè)物體在很多情況下皆可當(dāng)做碰撞處理，相互作用的兩個(gè)物體在很多情況下皆可當(dāng)做碰撞處理，那么對相互作用中兩物體相距恰那么對相互作用中兩物體相距恰“最近最近”、相距恰、相距恰“最遠(yuǎn)

15、最遠(yuǎn)”或或恰上升到恰上升到“最高點(diǎn)最高點(diǎn)”等一類臨界問題，求解的關(guān)鍵都是等一類臨界問題，求解的關(guān)鍵都是“速速度相等度相等”。具體分析如下：。具體分析如下： (1)子彈打擊木塊：如圖子彈打擊木塊：如圖1641所示，所示，質(zhì)量為質(zhì)量為m的子彈以速度的子彈以速度v0射中放在光滑水平射中放在光滑水平面上的木塊面上的木塊B，當(dāng)子彈相對于木塊靜止不動(dòng)，當(dāng)子彈相對于木塊靜止不動(dòng)時(shí)，子彈射入木塊的深度最大，二者速度時(shí)，子彈射入木塊的深度最大，二者速度相等，此過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，動(dòng)能減少，減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化相等，此過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，動(dòng)能減少，減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。為內(nèi)能。圖圖1641 (2)在圖在圖1642中，光滑水

16、平面上中，光滑水平面上的的A物體以速度物體以速度v0去撞擊靜止的去撞擊靜止的B物體，物體，A、B兩物體相距最近時(shí)，兩物體速度兩物體相距最近時(shí)，兩物體速度相等，此時(shí)彈簧最短，其壓縮量最大。此過程系統(tǒng)的動(dòng)量相等，此時(shí)彈簧最短，其壓縮量最大。此過程系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，動(dòng)能減少，減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能。守恒，動(dòng)能減少，減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能。圖圖1642 (3)在圖在圖1643中，物體中，物體A以速度以速度v0在在放在光滑的水平面上的放在光滑的水平面上的B物體上滑行，當(dāng)物體上滑行，當(dāng)A在在B上滑行的距離最遠(yuǎn)時(shí)，上滑行的距離最遠(yuǎn)時(shí)，A、B相對靜止，相對靜止，A、B兩物體的速度相等。此過程中，

17、系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，兩物體的速度相等。此過程中，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，動(dòng)能減少，減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。動(dòng)能減少，減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。圖圖1643 (4)如圖如圖1644所示，質(zhì)量為所示，質(zhì)量為M的滑塊的滑塊靜止在光滑水平面上，滑塊的光滑弧面底部靜止在光滑水平面上，滑塊的光滑弧面底部與桌面相切，一個(gè)質(zhì)量為與桌面相切，一個(gè)質(zhì)量為m的小球以速度的小球以速度v0向滑塊滾來。設(shè)小球不能越過滑塊，則小向滑塊滾來。設(shè)小球不能越過滑塊，則小球到達(dá)滑塊上的最高點(diǎn)時(shí)球到達(dá)滑塊上的最高點(diǎn)時(shí)(即小球的豎直速度為零即小球的豎直速度為零)，兩物，兩物體的速度肯定相等體的速度肯定相等(方向?yàn)樗较蛴曳较驗(yàn)樗较蛴?。此過程中，系統(tǒng)

18、在。此過程中，系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，動(dòng)能減少，減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為小球的水平方向動(dòng)量守恒，動(dòng)能減少，減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為小球的重力勢能。重力勢能。圖圖1644 名師點(diǎn)睛名師點(diǎn)睛以上四種情景中，系統(tǒng)動(dòng)量守恒以上四種情景中，系統(tǒng)動(dòng)量守恒(或某一或某一方向上動(dòng)量守恒方向上動(dòng)量守恒)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，末狀態(tài)兩，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，末狀態(tài)兩物體相對靜止。這些過程與完全非彈性碰撞具有相同的特物體相對靜止。這些過程與完全非彈性碰撞具有相同的特征，可應(yīng)用動(dòng)量守恒定律，必要時(shí)結(jié)合能量守恒定律分析征，可應(yīng)用動(dòng)量守恒定律，必要時(shí)結(jié)合能量守恒定律分析求解。求解。 3一輕質(zhì)彈簧的兩端連接兩滑塊一輕質(zhì)彈簧的兩端連接

19、兩滑塊A和和B，已知，已知mA0.99 kg，mB3 kg，放在光，放在光滑水平面上，開始時(shí)彈簧處于原長，現(xiàn)滑滑水平面上，開始時(shí)彈簧處于原長，現(xiàn)滑塊塊A被水平飛來的質(zhì)量為被水平飛來的質(zhì)量為mC10 g，速度為，速度為400 m/s的子彈的子彈擊中，且沒有穿出，如圖擊中，且沒有穿出，如圖1645所示，求：所示，求： (1)子彈擊中滑塊子彈擊中滑塊A的瞬間滑塊的瞬間滑塊A和和B的速度；的速度； (2)以后運(yùn)動(dòng)過程中彈簧的最大彈性勢能。以后運(yùn)動(dòng)過程中彈簧的最大彈性勢能。圖圖1645 (1)多個(gè)物體組成的系統(tǒng)應(yīng)用動(dòng)量守恒時(shí)，既可以根多個(gè)物體組成的系統(tǒng)應(yīng)用動(dòng)量守恒時(shí)，既可以根據(jù)作用的先后順序選取系統(tǒng)，也可以選所有物體為系統(tǒng)，據(jù)作用的先后順序選取系統(tǒng)，也可以選所有物體為系統(tǒng)，這要由題目需要而定。這要由題目需要而定。 (2)注意題目中出現(xiàn)兩物體相距最遠(yuǎn)、最近或物體上注意題目中出現(xiàn)兩物體相距最遠(yuǎn)、最近或物體上升到最高點(diǎn)等狀態(tài)時(shí)，往往對應(yīng)兩物體速度相等。升到最高點(diǎn)等狀態(tài)時(shí)，往往對應(yīng)兩物體速度相等。 (3)當(dāng)問題有多過程、多階段時(shí)，必須分清不同過程當(dāng)問題有多過程、多階段時(shí)，必須分清不同過程的受力特點(diǎn)、力的做功特點(diǎn)等，明確對應(yīng)過程所遵從的的受力特點(diǎn)、力的做功特點(diǎn)等，明確對應(yīng)過程所遵從的規(guī)律。規(guī)律。