人教版高中选修3-5-第16章-第4节-碰撞（教案）

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1、人教版高中物理选修3・5第16章第4节碰撞【知识与技能】1.认识弹性碰撞与非弹性碰撞，认识对心碰撞与非对心碰撞2.了解微粒的散射【过稈与方法】通过体会碰撞屮动量守恒、机械能守恒与否，体会动暈守恒定律、机械能守恒定律的应用。【情感态度与价值观】感受不同碰撞的区别，培养学生勇于探索的精神。【教学重难点】教学重点：用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题教学难点：对各种碰撞问题的理解【教学过程】★重难点一、碰撞★一、瞬时作用(爆炸、碰撞、打击)的特点1.瞬时作用的相互作用时间和相互作用力的特点(1)瞬时作用的相互作用时间很短。(2)在相互作用过程中，相互作用力先是

2、急剧增大，然后再急剧减小，平均作用力很大，远远大于外力，因此作用过程的动量可看成守恒。2.位移的特点碰撞、爆炸、打击过程是在一瞬间发生的，时间极短，所以在物体发生碰撞、爆炸、打击的瞬间可忽略物体的位移。可以认为物体在碰撞、爆炸、打击前后在同一位置。3.能量的特点爆炸过程系统的动能增加，碰撞、打击过程系统的动能不会增加，可能减少，也可能不变。二、三种碰撞类型的特点1.弹性碰撞碰撞过程中不仅动量守恒，而且机械能守恒，碰撞前后系统动能相等。同时，在碰撞问题中常做动量和动能的换算。2.非弹性碰撞碰撞过程中动量守恒，碰撞结束后系统动能小于碰撞前系统动能。减少的动能转化为

3、其他形式的能量。1.完全非弹性碰撞碰撞过程屮动量守恒，碰撞结朿后两物体结合为一整体以相同的速度运动，系统动能损失最大。★弹性碰撞与非弹性碰撞1.弹性碰撞.在弹性力作用下，碰撞过程只产生机械能的转移，系统内无机械能的损失的碰撞，称为弹性碰撞.举例：通常情况下的钢球、玻璃球等坚硬物体之间的碰撞及分子、原子等之间的碰撞皆可视为弹性碰撞.注：弹性碰撞后的物体不发生永久性的形变，不裂成碎片，不黏在一起，不发生热传递及其他变化.★弹性碰撞的规律实例：力球碰撞原来静止的E球。规律动量mAVQ=mAvA+mBVB动能2刃/ivg—2皿语+2刃〃闵碰后力、〃球速度A球mA—mB

4、Va~mA+E球2mAVB~mA+讨论mA=mBK4=0,Vb=Vq.两球碰后交换了速度mA>mBK4>0,%>0,血、％与血同向mA0,碰后力球被弹回来2.非弹性碰撞.(1)非弹性碰撞：受非弹性力作用，使部分机械能转化为内能的碰撞称为非弹性碰撞.(2)完全非弹性碰撞：是非弹性碰撞的特例，这种碰撞的特点是碰后黏在一起(或碰后具有共同的速度)，其动能损失最大.注：碰撞后发生永久性形变、黏在一起、摩擦生热等的碰撞往往为非弹性碰撞.3.碰撞屮的临界问题.相互作用的两个物体在很多情况下皆可当作碰撞处理，那么对相互作用中两物体相距恰“最近”、相距恰“最

5、远”或刚好上升到“最高点”等一类临界问题，求解的关键都是“速度相等匕具体分析如下：(1)如下图甲所示，光滑水平面上的力物体以速度y去撞击静止的*物体，A.E两物体相距最近时，两物体速度必定相等，此时弹簧最短，其压缩量最大.图甲图乙(2)如上图乙所示，物体/以速度⑷滑到静止在光滑水平面上的小车B上，当/在〃上滑行的距离最远时，A.3相对静止，A.3两物体的速度必定相等.(3)如图所示，质量为M的滑块静止在光滑水平面上，滑块的光滑弧面底部与桌面相切，一个质量为加的小球以速度vO向滑块滚来.设小球不能越过滑块，则小球到达滑块的最高点时(即小球竖直方向上的速度为零)，

6、两物体的速度肯定相等(方向为水平向右).【典型例题】两块质量都是Z77的木块A和3在光滑水平面上均以速度v/2向左匀速运动，中间用一根劲0度系数为&的轻弹簧连接着，如图所示。现从水平方向迎面射来一颗子弹，质量为刃/4,速度为y,子弹0射入木块力并留在其中。求：(1)在子弹击屮木块后的瞬间木块力、B的速度y和y的大小。AB(2)在子弹击中木块后的运动过程屮弹簧的最大弹性势能。mTOMI?m【答案】(1)K4=Mvb=P(2}Epm=-^niv^【解析】(1)在子弹打入木块力的瞬间，由于相互作用时间极短，弹簧来不及发生形变，A.3都不受弹力的作用，由于此时力不受弹

7、力，木块力和子弹构成的系统在这极短过程屮不受外力作用，选向左为正方向系统动量守恒：mvQ72714),m,、解得VA=^（2）由于木块力、木块〃运动方向相同且*仏故弹簧开始被压缩，分别给力、E木块施以弹力，使得木块力加速、〃减速运动，弹簧不断被压缩，弹性势能增大，直到二者速度相等时弹簧弹性势能最大，在弹簧压缩过程木块/（包括子弹）、E与弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒。设弹簧丿玉缩量最大时共同速度为",弹簧的最大弹性势能为EPm,由动量守恒定律得¥刃K4+mvB=（^+rn）vrfl机械能守恒定律得联立解得：Epm=~^mvi★重难点二、碰撞问题中遵循的规律

8、★★碰撞问题中遵循的规律在所给的条件不