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《鲁科版高中物理选修3-5第1章第3节科学探究——一维弹性碰撞学案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、1.3科学探究••维弹性碰撞学案1【学习目标】认识弹性碰撞与非弹性碰撞，认识対心碰撞与非対心碰撞；【学习重点】用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题【知识要点】碰撞过程是物体之间相互作用时间非常短暂的一•种特殊过程，因而碰撞具有如下特点:（1）碰撞过程中动量守恒。（因相互作用时间短暂，因此一般满足F内〉〉F外的条件）（2）碰撞过程小，物体没有宏观的位移，但每个物体的速度可在短暂的时间内发生改变。（3）碰撞过程中，系统的总动能只能不变或减少，不可能增加。在一光滑水平面上有两个质量分别为、加2的刚性小球力和必以初速度儿、冬运动，若它
2、们能发生碰撞（为一维弹性碰撞），碰撞后它们的速度分别为％和儿。我们的任务是得岀用m}＞m2＞片、冬表达儿和勺的公式。儿、v2＞片、丄2是以地血为参考系的，将/和〃看作系统。由碰撞过程中系统动量守恒,有V）+m2v2=v,+m2v2①将上两式左右相比,可得»+v,=v2+v2即v2一V
3、=-（v2-片）或»_必=-（Vj-v2）（3）碰撞前〃相对于//的速度为v21=v2-Vj，碰撞后〃相对于//的速度为v21=v2-Vp同理碰撞前A相对于B的速度为vI2=v,-v2,碰撞后A相对于B的速度为v；2=v,-v2,故③式为V21=-V2
4、1或山2=一片2，其物理意义是：碰撞后〃相对于A的速度与碰撞前〃相对于A的速度大小相等，方向相反；碰撞后畀相对于〃的速度与碰撞前畀相对于〃的速度大小相等，方向相反；【典型例题】例题1：如图所示，乒乓球质量为刃，弹性钢球质量为〃（妙＞/〃），它们一起自高度力高处白由下落，不计空气阻力，设地面上铺有弹性钢板，球与钢板之间的碰撞及乒乓球与钢球之间的碰撞均为弹性碰撞，试计算钢球着地后乒乓球能够上升的最人高度。解析：乒乓球和弹性钢球自状态1自由下落，至弹性钢球刚着地（状态2）时，两者速度相等讦=2gh则v=』2gh弹性钢球跟弹性钢板碰撞后瞬间
5、（状态3）,弹性钢球速率仍为r,方向变为竖直向上,紧接着，弹性钢球与乒乓球碰，碰后瞬间碰后弹性钢球速度保持不变（速率仍为r,方向为竖总向上）；弹性钢球与乒乓球碰前瞬间（状态3）乒乓球相对于弹性钢球的速度为2r,方向为竖总向下，弹性钢球与乒乓球碰后瞬间（状态4）乒乓球相对于弹性钢球的速度为2卩，方向为竖直向上。（状态4）乒乓球速率变为/弹性钢球与乒乓球则：vf=3r由V2=2gH得：2g2g【达标训练】1.如图1所示，与轻弹簧相连的物体力停放在光滑的水平面上。物体B沿水平方向向右运动，跟与A相连的轻弹簧相碰。在3跟弹簧相碰后，对于A、
6、B和轻弹簧组成的系统,下列说法中正确的是（）A.弹簧压缩最最人时，A、B的速度相同B.弹簧压缩量最大时，A、B的动能Z和最小C.弹簧被压缩的过程屮系统的总动量不断减小D.物体A的速度最大时，弹簧的弹性势能为零2.如图2所示，-轻弹簧左端固定在长木板M的左端，右端BvA□—WWWQ////////////////////图1少小木块加连接，且加、M及M与地面间接触光滑。开始吋，加和M均静止，现同时对加、M施加等人反向的水平怛力尺和从两物体开始运动以后的整个运动过程中，弹簧形变不超过其弹性限度，对于加、M和弹簧组成的系统（）A.山于竹、
7、局等大反向，故系统机械能守恒B.当弹簧弹力大小少俗、E大小相等时，加、M各自的动能最人4_伽////皿加一占C.由于尺、局大小不变，所以加、M各自一直做匀加速运动/////丿，////D.由于F
8、、局等人反向，故系统的动量始终为零图23.如图3所示，小车在光滑水平血上向左匀速运动，轻质弹•簧左端固定在A点，物体用线拉在A点将弹簧压缩，某时刻线断了，物体沿车滑动到B端粘在B端的汕泥上，则下述说法中正确的是（）①若物体滑动中不受摩擦力，则全过程机械能守恒②若物体滑动中有摩擦力，则全过程动量守恒③两种情况下，小车的最终速度与断线前
9、相同④两种情况下，系统损失的机械能相同A.①②③B.②③④C.①③④D.①②③④1.在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球A、B,质量都为加.现3球静止，A球向3球运动，发生正碰.已知碰撞过程中总机械能守恒，两球压缩最紧时的弹性势能为Ep,则碰而A球的速度等于（）2.在光滑水平面上，动能为E。、动量的人小为內的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞，碰撞前后球1的运动方向和反.将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为巴、°,球2的动能和动量的大小分别记为民、"2,则下列说法中不正确的是•••A.E)EqD.P
10、2>Po参考答案1.ABD2.BD3.B4.C5.C【学后反思】收锤
