资源简介

1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞
【学习目标】
1.了解什么是弹性碰撞、非弹性碰撞
2.会用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题
3.加深对动量守恒定律和机械能守恒定律的理解，能运用这两个定律解决与生产、生活相关的实际问题
【开启新探索】
碰撞是自然界中常见的现象。陨石撞击地球而对地表产破坏，网球受球拍撞击而改变运动状态……物体碰撞中动量的变化情况。那么，在各种碰撞中能量又是如何变化的？
【质疑提升1】弹性碰撞和非弹性碰撞
通过下例，我们研究碰撞中的能量变化。
如图所示，在光滑水平面上，两个物体的质量都是m，碰撞前一个物体静止，另一个以速度v 向它撞去。碰撞后两个物体粘在一起，成为一个质量为2m 的物体，以一定速度继续前进。则：
碰撞后该系统的速度
碰撞前、后该系统的总动能是否变化，若变化，变化多少
分析，以上情景中碰撞后的总动能为什么减小？如何减小碰撞中的动能损失？
阅读课本，说明什么是弹性碰撞？什么是非弹性碰撞？
高中阶段研究较基础的一维碰撞：正碰（也称对心碰撞、一维碰撞）。
　　　正碰：两个小球相碰，碰撞前、后球的运动速度与两球心的连线始终　　　　　　　　　。
下面我们主要研究一维、动碰静、弹性碰撞所遵从的规律。
　设物体 m1 以速度 v1 与原来静止的物体 m2 发生弹性正碰，如图 1.5-4 所示。则：碰撞后m1 、m2 的速度 v1′和 v２′分别为多少？
6.通过以下三种情况对碰撞后m1 、m2 的速度 v1′和 v２′进行分析。，
（1）若m1 ＝m2，则v1′和 v２′有怎样的特点？
（2）若m1 >>m2，则v1′和 v２′有怎样的特点？
（3）若m1 <【学以致用】
1. 在气垫导轨上，一个质量为 400 g 的滑块以 20 cm/s 的速度与另一质量为 200 g、速度为 10 cm/s并沿相反方向运动的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块粘在一起。
（1）求碰撞后滑块速度的大小和方向。 0.1 与400g的初速度方向相同
（2）这次碰撞，两滑块共损失了多少机械能？ 6*10-3
速度为 10 m/s 的塑料球与静止的钢球发生正碰，钢球的质量是塑料球的 4 倍，碰撞是弹性的，求碰撞后两球的速度。
如图所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6 m/s，B球的速度是-2 m/s，A、B两球发生对心碰撞。对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果一定无法实现的是（D　　）
A．vA′=3 m/s，vB′=1 m/s B．vA′=2 m/s，vB′=2 m/s
C．vA′=1 m/s，vB′=3 m/s D．vA′= -3 m/s，vB′=7 m/s
【学科素养提升】
一炮弹质量为m，以一定的倾角斜向上发射，达到最高点时速度大小为v，方向水平。炮弹在最高点爆炸成两块，其中质量为的一块恰好做自由落体运动，则爆炸后另一块的瞬时速度大小为（B　）
A． B． C． D．
2． 如图所示，光滑的水平地面上，质量为m的小球A正以速度v向右运动。与前面大小相同质量为的B球相碰，则碰后A、B两球总动能可能为（　C　）
A．0 B．
C． D．
3． 光滑水平面上，质量为1kg的小球A以的速度向右运动，与同向运动的速度为、质量为2kg的半径相同的小球B发生正碰，碰撞后小球B以的速度运动。求：
（1）碰后A球的速度；
（2）碰撞过程中A球对B球的冲量大小；
（3）碰撞过程中A、B系统损失的机械能。
2
4
4
有些核反应堆里要让中子与原子核碰撞，以便把中子的速度降下来。为此，应该选用质量较大的还是质量较小的原子核？为什么？
较小
水平面上静止着两个大小可忽略的物块A和B，A的质量是B的3倍，与水平面之间的动摩擦因数μ=0.3，A与水平面之间无摩擦力。现给A一水平向右的速度v0=5m/s，A、B两物体发生弹性碰撞，取g=10m/s2。求：
(1)两物块第一次相碰后的速度？
(2)经过多长时间再次碰撞？
2.5 7.5
3.75
一种未知粒子跟静止的氢原子核正碰，测出碰撞后氢原子核的速度是 3.3×107 m/s。该未知粒子跟静止的氮原子核正碰时，测出碰撞后氮原子核的速度是 4.4×106 m/s。已知氢原子核的质量是 mH，氮原子核的质量是 14 mH，上述碰撞都是弹性碰撞，求未知粒子的质量。这实际是历史上查德威克测量中子质量从而发现中子的实验，请你根据以上查德威克的实验数据计算：中子的质量与氢核的质量 mH
有什么关系？
相等
7. 质量为 m、速度为 v 的 A 球跟质量为3m 的静止 B 球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后 B 球的速度可能有不同的值。请你论证：碰撞后 B 球的速度可能是以下值吗？
（1）0.6v；
（2）0.4v。
0.6不可能 动能超1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞
【学习目标】
1.了解什么是弹性碰撞、非弹性碰撞
2.会用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题
3.加深对动量守恒定律和机械能守恒定律的理解，能运用这两个定律解决与生产、生活相关的实际问题
【开启新探索】
碰撞是自然界中常见的现象。陨石撞击地球而对地表产破坏，网球受球拍撞击而改变运动状态……物体碰撞中动量的变化情况。那么，在各种碰撞中能量又是如何变化的？
【质疑提升1】弹性碰撞和非弹性碰撞
通过下例，我们研究碰撞中的能量变化。
如图所示，在光滑水平面上，两个物体的质量都是m，碰撞前一个物体静止，另一个以速度v 向它撞去。碰撞后两个物体粘在一起，成为一个质量为2m 的物体，以一定速度继续前进。则：
碰撞后该系统的速度
碰撞前、后该系统的总动能是否变化，若变化，变化多少
分析，以上情景中碰撞后的总动能为什么减小？如何减小碰撞中的动能损失？
阅读课本，说明什么是弹性碰撞？什么是非弹性碰撞？
高中阶段研究较基础的一维碰撞：正碰（也称对心碰撞、一维碰撞）。
　　　正碰：两个小球相碰，碰撞前、后球的运动速度与两球心的连线始终　　　　　　　　　。
下面我们主要研究一维、动碰静、弹性碰撞所遵从的规律。
　设物体 m1 以速度 v1 与原来静止的物体 m2 发生弹性正碰，如图 1.5-4 所示。则：碰撞后m1 、m2 的速度 v1′和 v２′分别为多少？
6.通过以下三种情况对碰撞后m1 、m2 的速度 v1′和 v２′进行分析。，
（1）若m1 ＝m2，则v1′和 v２′有怎样的特点？
（2）若m1 >>m2，则v1′和 v２′有怎样的特点？
（3）若m1 <【学以致用】
1. 在气垫导轨上，一个质量为 400 g 的滑块以 20 cm/s 的速度与另一质量为 200 g、速度为 10 cm/s并沿相反方向运动的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块粘在一起。
（1）求碰撞后滑块速度的大小和方向。
（2）这次碰撞，两滑块共损失了多少机械能？
速度为 10 m/s 的塑料球与静止的钢球发生正碰，钢球的质量是塑料球的 4 倍，碰撞是弹性的，求碰撞后两球的速度。
如图所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6 m/s，B球的速度是-2 m/s，A、B两球发生对心碰撞。对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果一定无法实现的是（　　）
A．vA′=3 m/s，vB′=1 m/s B．vA′=2 m/s，vB′=2 m/s
C．vA′=1 m/s，vB′=3 m/s D．vA′= -3 m/s，vB′=7 m/s
【学科素养提升】
一炮弹质量为m，以一定的倾角斜向上发射，达到最高点时速度大小为v，方向水平。炮弹在最高点爆炸成两块，其中质量为的一块恰好做自由落体运动，则爆炸后另一块的瞬时速度大小为（ 　）
A． B． C． D．
2． 如图所示，光滑的水平地面上，质量为m的小球A正以速度v向右运动。与前面大小相同质量为的B球相碰，则碰后A、B两球总动能可能为（　 ）
A．0 B．
C． D．
3． 光滑水平面上，质量为1kg的小球A以的速度向右运动，与同向运动的速度为、质量为2kg的半径相同的小球B发生正碰，碰撞后小球B以的速度运动。求：
（1）碰后A球的速度；
（2）碰撞过程中A球对B球的冲量大小；
（3）碰撞过程中A、B系统损失的机械能。
有些核反应堆里要让中子与原子核碰撞，以便把中子的速度降下来。为此，应该选用质量较大的还是质量较小的原子核？为什么？
水平面上静止着两个大小可忽略的物块A和B，A的质量是B的3倍，与水平面之间的动摩擦因数μ=0.3，A与水平面之间无摩擦力。现给A一水平向右的速度v0=5m/s，A、B两物体发生弹性碰撞，取g=10m/s2。求：
(1)两物块第一次相碰后的速度？
(2)经过多长时间再次碰撞？
一种未知粒子跟静止的氢原子核正碰，测出碰撞后氢原子核的速度是 3.3×107 m/s。该未知粒子跟静止的氮原子核正碰时，测出碰撞后氮原子核的速度是 4.4×106 m/s。已知氢原子核的质量是 mH，氮原子核的质量是 14 mH，上述碰撞都是弹性碰撞，求未知粒子的质量。这实际是历史上查德威克测量中子质量从而发现中子的实验，请你根据以上查德威克的实验数据计算：中子的质量与氢核的质量 mH
有什么关系？
7. 质量为 m、速度为 v 的 A 球跟质量为3m 的静止 B 球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后 B 球的速度可能有不同的值。请你论证：碰撞后 B 球的速度可能是以下值吗？
（1）0.6v；
（2）0.4v。

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