2017-2018学年高二物理粤教版选修3-5教师用书：第1章 第1节 物体的碰撞

第一节　物体的碰撞
学 习 目 标
知 识 脉 络
1.了解历史上对碰撞问题的研究过程；知道生活中各式各样的碰撞形式．
2．知道碰撞的主要特点．(重点)
3．知道弹性碰撞和非弹性碰撞．会用能量的观点分析弹性碰撞和非弹性碰撞．(重点、难点)
历史上对碰撞问题的研究及生活中的碰撞现象
1．历史上对碰撞问题的研究
(1)最早发表有关碰撞问题研究成果的是布拉格大学校长马尔西教授．
(2)碰撞在物理研究中的贡献
①通过总结碰撞的规律，为动量守恒定律奠定了基础．
②通过高能粒子的碰撞，发现了许多新粒子，丰富了人们对微观粒子世界的认识，形成了新的基本粒子物理研究领域．
2．生活中的各种碰撞现象
(1)正碰：两个小球碰撞，作用前后沿同一直线运动．
(2)斜碰：两个小球碰撞，作用前后不沿同一直线运动．
1．通过高能粒子的碰撞，实验物理学家相继发现的新粒子，多数都是理论上预言的．(×)
2．生活中的各种碰撞现象都是有害的．(×)
3．在宏观和微观领域中都有碰撞现象发生．(√)
日常生活中哪些是正碰，哪些是斜碰？
【提示】　火车车厢在对接时属正碰，台球中母球和子球间的碰撞多为斜碰.
弹性碰撞和非弹性碰撞
1．碰撞的主要特点
相互作用时间短，作用力变化快和作用力峰值大等，因而其他外力可以忽略不计．
2．弹性碰撞
若两个小球碰撞后形变能完全恢复，则没有能量损失，碰撞前后两个小球构成的系统的动能相等，称为弹性碰撞．
3．非弹性碰撞
若两个球碰撞后它们的形变不能完全恢复原状，这时将有一部分动能最终会转变为其他形式的能，碰撞前后系统的动能不再相等，我们称之为非弹性碰撞．
1．非弹性碰撞前后的动能不相等．(√)
2．碰撞发生后，两物体一定在同一直线上运动．(×)
3．两辆车迎面相撞属于弹性碰撞．(×)
你能说出弹性碰撞与非弹性碰撞的本质区别吗？现实生活中，哪些碰撞可近似看作弹性碰撞？(请举例说明)
【提示】　两种碰撞的本质区别是碰撞前后系统动能是否守恒．现实生活中的碰撞，多数是非弹性碰撞．乒乓球拍击打乒乓球、网球拍击打网球、台球间的碰撞可近似看作弹性碰撞．
1．碰撞的特征
(1)碰撞作用时间极短，相互作用力变化很快，平均作用力很大，远远大于其他外力，可以将其他外力忽略．
(2)碰撞过程时间极短，可以忽略物体的位移，认为物体碰撞前后仍在同一位置．
2．弹性碰撞与非弹性碰撞的区别
弹性碰撞
非弹性碰撞
碰后形变情况
完全恢复
不能完全恢复
能量损失情况
没有能量损失，碰撞前后系统的动能相等
一部分动能转变为其他形式的能，碰撞前后系统的动能不再相等
1．(多选)碰撞现象的主要特点有(　　)
A．物体相互作用时间短
B．物体相互作用后速度很大
C．物体间相互作用力远大于外力
D．相互作用过程中物体的位移可忽略
【解析】　碰撞过程发生的作用时间很短作用力很大，远大于物体受到的外力，与物体作用前后的速度大小无关，物体的位移可忽略．故A、C、D正确．
【答案】　ACD
2.(多选)如图1-1-1所示，两等大小球在同一轨道槽内发生了碰撞，两小球都是弹性小球，则它们的碰撞属于(　　)
图1-1-1
A．正碰　　　　　　　 B．斜碰
C．弹性碰撞 D．非弹性碰撞
【解析】　两小球在同一槽内，两球运动的方向在两球的连心线上，是正碰，则选项A正确；两小球都是弹性小球，属于弹性碰撞，故选项C正确．
【答案】　AC
3．钢球A以一定的速度沿光滑水平面向静止于前面的另一相同大小的钢球B运动，下列对两球相互作用过程说法正确的是(　　)
A．两球相互作用的过程始终没有动能的损失
B．钢球A减速运动时，系统动能不变
C．两球速度相等的瞬间，系统动能最大
D．两球速度相等的瞬间，系统势能最大
【解析】　两球相互作用过程中由于存在相互作用的弹力，两球均发生形变，有弹性势能，系统动能有损失，两球速度相等瞬间，系统动能损失最大，弹性势能最大，故选项D正确．
【答案】　D
4．下列关于碰撞的理解正确的是 (　　)
A．碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程
B．在碰撞现象中，尽管内力都远大于外力，但外力仍不可以忽略不计
C．如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞
D．微观粒子的相互作用由于不发生直接接触，所以不能称其为碰撞
【解析】　碰撞是十分普遍的现象，它是相对运动的物体相遇时发生的一种现象．一般内力都远大于外力．如果碰撞中机械能守恒，就叫做弹性碰撞．微观粒子的相互作用同样具有极短时间内运动状态发生显著变化的特点，所以仍然是碰撞，选项A正确．
【答案】　A
1．弹性碰撞是一种理想化碰撞，现实中的多数碰撞实际上都属于非弹性碰撞．
2．当两物体碰撞后不再分开，此时系统动能损失最大，称为完全非弹性碰撞．