沪科教 课标版_选修3-5_1.3动量守恒定律的案例课件40张PPT

第３节　动量守恒定律的案例分析
学习目标定位
1
课堂情景切入
2
知识自主梳理
3
重点难点突破
4
考点题型设计
5
课 时 作 业
6
学习目标定位
※
了解什么是弹性碰撞和非弹性碰撞
※
知道什么是对心碰撞和非对心碰撞及散射现象
※※
会运用动量守恒定律分析、解决碰撞等相互作用的问题
课堂情景切入
知识自主梳理
1.弹性碰撞
如果碰撞过程中________守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞。
2．非弹性碰撞
(1)非弹性碰撞：如果碰撞过程中________不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。
(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__________(或碰后具有共同的速度)，其动能损失_____。
弹性碰撞和非弹性碰撞
机械能
机械能
粘在一起
最大
1.对心碰撞(正碰)
一个运动的球与一个静止的球碰撞，碰撞之前球的运动速度与________的连线在同一条直线上，碰撞之后两球的速度仍会沿着__________。
2．非对心碰撞
一个运动的球与一个静止的球碰撞，碰撞之前球的运动速度与________的连线不在同一条直线上，碰撞之后两球的速度都会_____原来两球心的连线。
对心碰撞与非对心碰撞
两球心
这条直线
两球心
偏离
1.定义
微观粒子碰撞时，微观粒子相互接近时并不像宏观物体那样__________而发生的碰撞。
2．散射方向
由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率_____，所以多数粒子碰撞后飞向四面八方。
散射
相互接触
很小
重点难点突破
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。减少的动能转化为其他形式的能量。
3．完全非弹性碰撞
碰撞过程中动量守恒，碰撞结束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。
特别提醒：
(1)当遇到两物体发生碰撞的问题，不管碰撞环境如何，要首先想到利用动量守恒定律。
(2)对心碰撞是同一直线上的运动过程，只在一个方向上列动量守恒方程即可，此时应注意速度正、负号的选取。
五个完全相同的金属球沿直线排列并彼此邻接，把最左端的小球拉高释放，撞击后发现最右端的小球摆高，而其余四球不动，你知道这是为什么吗？
答案：由于小球发生了弹性碰撞，碰撞中的动量和动能都守恒，发生了速度、动能的“传递”。
C．v木＝1m/s这一假设是合理的，碰撞后小球被弹回来
D．v木＝1m/s这一假设是可能发生的，但由于题给条件不足，v球的大小不能确定
答案：B
解析：假设这一过程可以实现，根据动量守恒定律得m1v＝m1v1＋m2v木，代入数据解得v1＝－10m/s，这一过程不可能发生，因为碰撞后的机械能增加了。
四、弹性碰撞的规律
实例：A球碰撞原来静止的B球。
答案：C
解析：A球与B球相碰时，由于A质量小于B，A弹回，B获得速度与C碰撞，由于发生的碰撞为弹性碰撞且质量相等，B静止，C获得速度，同理，C和D的碰撞，D与E的碰撞都是如此，E获得速度后与F的碰撞过程中，由于E的质量大于F，所以E、F碰后都向右运动。所以碰撞之后，A、E、F三球运动，B、C、D三球静止。
考点题型设计
弹性碰撞
(山东师大附中2014～2015学年高二下学期检测)如图，大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m，摆长相同，并排悬挂，平衡时两球刚好接触，现将摆球a向左拉开一小角度后释放，若两球的碰撞是弹性的，下列判断正确的是(　　)
A．第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等
B．第一次碰撞后的瞬间，两球的动量大小相等
C．第一次碰撞后，两球的最大摆角不相同
D．发生第二次碰撞时，两球在各自的平衡位置
答案：AD
(襄州一中、枣阳一中、宜城一中、曾都一中2013～2014学年高二下学期期中联考)两块质量都是m的木块A和B在光滑水平面上均以速度v0/2向左匀速运动，中间用一根劲度系数为k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m/4，速度为v0，子弹射入木块A并留在其中。求：
非弹性碰撞
(1)在子弹击中木块后的瞬间木块A、B的速度vA和vB的大小。
(2)在子弹击中木块后的运动过程中弹簧的最大弹性势能。
(青岛市2014～2015学年高二下学期五校联考)如图，光滑水平直轨道上两滑块A、B用橡皮筋连接，A的质量为m。开始时橡皮筋松驰，B静止，给A向左的初速度v0。一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并粘在一起。碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B的速度的一半。求：
(1)B的质量；
(2)碰撞过程中A、B系统机械能的损失。
在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用来作为减速剂。快中子在重水中可与H核碰撞减速，在石墨中与C核碰撞减速。上述碰撞可简化为弹性碰撞模型。某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作为减速剂，哪种减速效果更好？
开放·探究
如图所示，取一只乒乓球，在球上挖一个圆孔，向球内填进一些橡皮泥或碎泡沫塑料，放在桌子的边缘处，将玩具枪平放在桌面上，瞄准球的圆孔，扣动扳机，让子弹射入孔中，与乒乓球一同水平抛出。只需测出球的质量M、子弹的质量m、桌面的高度h和乒乓球落地点离桌子边缘的水平距离s，就可估算出玩具枪子弹的射出速度v。你能推导出计算v的表达式吗？试着做一下这个实验。