趙凡貴-碰撞(新人教版選修3-5)

1、展示教學(xué)目標(biāo) 探究：思考與討論探究：思考與討論 碰撞過(guò)程中能量總是守恒的嗎？碰撞過(guò)程中能量總是守恒的嗎？ 一、彈性碰撞和非彈性碰撞一、彈性碰撞和非彈性碰撞1 1彈性碰撞彈性碰撞 在彈性力作用下，碰撞過(guò)程只產(chǎn)生機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，在彈性力作用下，碰撞過(guò)程只產(chǎn)生機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)內(nèi)系統(tǒng)內(nèi)無(wú)機(jī)械能的損失無(wú)機(jī)械能的損失的碰撞，稱為彈性碰撞。的碰撞，稱為彈性碰撞。 舉例：通常情況下的鋼球、玻璃球等堅(jiān)硬物體之間的舉例：通常情況下的鋼球、玻璃球等堅(jiān)硬物體之間的碰撞及分子、原子等之間的碰撞皆可視為彈性碰撞碰撞及分子、原子等之間的碰撞皆可視為彈性碰撞2 2非彈性碰撞非彈性碰撞 (1)(1)非彈性碰撞：非彈性碰撞：受非

2、彈性力作用，使部分機(jī)械能轉(zhuǎn)受非彈性力作用，使部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的碰撞稱為非彈性碰撞。化為內(nèi)能的碰撞稱為非彈性碰撞。 (2)(2)完全非彈性碰撞：完全非彈性碰撞：是非彈性碰撞的特例，這種碰是非彈性碰撞的特例，這種碰撞的特點(diǎn)是碰后粘在撞的特點(diǎn)是碰后粘在起起( (或碰后具有共同的速度或碰后具有共同的速度) )，其動(dòng)能損失最大其動(dòng)能損失最大注意：注意：碰撞后發(fā)生永久性形變、粘在一起、摩擦生熱碰撞后發(fā)生永久性形變、粘在一起、摩擦生熱等的碰撞往往為非彈性碰撞。等的碰撞往往為非彈性碰撞。(2)試分析彈性碰撞的特點(diǎn)。試分析彈性碰撞的特點(diǎn)。1.彈性碰撞：彈性碰撞：(1)在運(yùn)用動(dòng)量守恒定在運(yùn)用動(dòng)量守恒定 律處理

3、碰撞問(wèn)題時(shí)哪些次要因素律處理碰撞問(wèn)題時(shí)哪些次要因素可以忽略不計(jì)可以忽略不計(jì)?展示答案展示答案彈性碰撞：動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒彈性碰撞：動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒. .1)1)在碰撞過(guò)程中受到的一些微小外力可忽略不計(jì)在碰撞過(guò)程中受到的一些微小外力可忽略不計(jì).(2).(2)在碰撞在碰撞過(guò)程中，物體發(fā)生速度變化所需時(shí)間極短，這個(gè)極短時(shí)間相過(guò)程中，物體發(fā)生速度變化所需時(shí)間極短，這個(gè)極短時(shí)間相對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程可忽略不計(jì)對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程可忽略不計(jì). .(3)(3)在碰撞過(guò)程中，物體發(fā)生速度突變時(shí)，物體必有一極小的在碰撞過(guò)程中，物體發(fā)生速度突變時(shí)，物體必有一極小的位移，這個(gè)位移相對(duì)于物體運(yùn)動(dòng)全過(guò)程的位移可忽略不

4、計(jì)位移，這個(gè)位移相對(duì)于物體運(yùn)動(dòng)全過(guò)程的位移可忽略不計(jì). .(2)處理碰撞問(wèn)題的三原則處理碰撞問(wèn)題的三原則非彈性碰撞非彈性碰撞(1)試分析非彈性碰撞和完全非彈性碰撞的特點(diǎn)。試分析非彈性碰撞和完全非彈性碰撞的特點(diǎn)。動(dòng)量守恒，動(dòng)能有損失，轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)能動(dòng)量守恒，動(dòng)能有損失，轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)能1)1)動(dòng)量守恒，即動(dòng)量守恒，即p p1 1+p+p2 2=p=p1 1+p+p2 2.2)2)機(jī)械能不增加機(jī)械能不增加( (火藥爆炸問(wèn)題除外火藥爆炸問(wèn)題除外) )，即，即E Ek1k1+E+Ek2k2EEk1k1+E+Ek2k2.(3)(3)速度要合理速度要合理 思考與討論：思考與討論：研究彈性碰撞研究彈性碰撞討論

5、（一）討論（一）討論（二）討論（二）討論（三）討論（三）二、對(duì)心碰撞和非對(duì)心碰撞二、對(duì)心碰撞和非對(duì)心碰撞1 1對(duì)心碰撞對(duì)心碰撞 兩球碰撞時(shí)，碰撞之前球的運(yùn)動(dòng)速度與兩球心的兩球碰撞時(shí)，碰撞之前球的運(yùn)動(dòng)速度與兩球心的連線在同連線在同條直線上，碰撞之后兩球的速度仍沿著這條直線上，碰撞之后兩球的速度仍沿著這條直線，這種碰撞稱為條直線，這種碰撞稱為對(duì)心碰撞，也叫正碰。對(duì)心碰撞，也叫正碰。 注意：注意：發(fā)生對(duì)心碰撞的兩個(gè)物體，碰撞前后的速度發(fā)生對(duì)心碰撞的兩個(gè)物體，碰撞前后的速度都沿同一條直線，它們的動(dòng)量也都沿這條直線，在這都沿同一條直線，它們的動(dòng)量也都沿這條直線，在這個(gè)方向上動(dòng)量守恒。個(gè)方向上動(dòng)量守恒。2

6、 2非對(duì)心碰撞非對(duì)心碰撞 兩球碰撞時(shí)，碰撞之前的兩球碰撞時(shí)，碰撞之前的運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度與與兩球心的連線兩球心的連線不在同不在同條直線上條直線上，碰撞之后兩球的速度都會(huì)，碰撞之后兩球的速度都會(huì)偏離原偏離原來(lái)兩球心的連線來(lái)兩球心的連線。這種碰撞稱為。這種碰撞稱為非對(duì)心碰撞非對(duì)心碰撞，也叫，也叫斜斜碰碰。斜碰也遵循動(dòng)量守恒定律，但情況較復(fù)雜，是平。斜碰也遵循動(dòng)量守恒定律，但情況較復(fù)雜，是平面內(nèi)的二維問(wèn)題。面內(nèi)的二維問(wèn)題。方法一：方法一：矢量作圖法矢量作圖法方法二：方法二：計(jì)算法計(jì)算法V1V/2V/1V/1思考思考: :若通過(guò)計(jì)算的方法若通過(guò)計(jì)算的方法, ,怎么計(jì)算怎么計(jì)算? ? 還需要哪些條件還需要

7、哪些條件? ?1 1、散射：、散射：在粒子物理和核物理中，常常使一束粒子射入在粒子物理和核物理中，常常使一束粒子射入物體，粒子與物體中的微粒碰撞。這些微觀粒子相互接近物體，粒子與物體中的微粒碰撞。這些微觀粒子相互接近時(shí)時(shí)并不發(fā)生直接接觸并不發(fā)生直接接觸，這種微觀粒子的碰撞叫做散射。，這種微觀粒子的碰撞叫做散射。 由于粒子與物質(zhì)微粒發(fā)生對(duì)心碰撞的概率很小，所以由于粒子與物質(zhì)微粒發(fā)生對(duì)心碰撞的概率很小，所以多數(shù)粒子在磁撞后飛向四面八方。多數(shù)粒子在磁撞后飛向四面八方。三、散射三、散射微觀粒子之間的碰撞通常被視為微觀粒子之間的碰撞通常被視為完全彈性碰撞完全彈性碰撞，遵從動(dòng)量守恒及前后動(dòng)能相等遵從動(dòng)量守

8、恒及前后動(dòng)能相等 若在一光滑水平面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為若在一光滑水平面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為m m1 1、m m2 2的剛的剛性小球性小球A A和和B B，以初速度，以初速度v v1 1、v v2 2運(yùn)動(dòng)，若它們能發(fā)生碰運(yùn)動(dòng)，若它們能發(fā)生碰撞（為一維彈性碰撞），碰撞后它們的速度分別為撞（為一維彈性碰撞），碰撞后它們的速度分別為v v1 1和和 v v2 2 分別是多大？分別是多大？討論（四）討論（四）將將A A和和B B看作系，碰撞過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒看作系，碰撞過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒 22112211vmvmvmvm彈性碰撞中沒(méi)有機(jī)械能損失彈性碰撞中沒(méi)有機(jī)械能損失22221122221121212121vmvmvmvm 211212212mmvmmvmv212121122mmvmmvmv若若v v2 2=0=0時(shí)，結(jié)論與時(shí)，結(jié)論與前面的是否相同？前面的是否相同？由動(dòng)量和能量關(guān)系又可得出：由動(dòng)量和能量關(guān)系又可得出：222111vvmvvm2222221211vvmvvm2211vvvv1212vvvv即2121vvvv或碰撞后