1、1.1 物体的碰撞 学案(粤教版选修3-5)情景导入 生活中随处可见碰撞现象,如各种打击现象,各种球类运动中的碰撞,车祸等交通工具的碰撞,因此研究碰撞现象及其规律具有重要的实际意义,可以指导我们有效控制有害的碰撞,如车祸等,也可以指导我们利用有益的碰撞.在台球运动中,如图1-1-1,你观察到球与球的碰撞有几种形式?图1-1-1 台球的碰撞简答:我们会发现两球碰撞后,两球的运动方向有时在同一直线上,有时不在同一直线.我们把碰撞后在同一直线上的碰撞称为正碰;碰撞后不在同一直线上的碰撞称为斜碰.知识预览三点剖析一、碰撞 碰撞:当两个物体非常接近时,它们的相互作用改变了它们的运动状态,即引起动量和能量
2、的交换,我们就说,它们发生了碰撞.由此可知,发生碰撞必须要满足两个条件:一是这种相互作用在较短的时间内发生,二是使两个质点的运动发生显著的变化.这是广义上的碰撞,例如两个微观粒子的碰撞. 在宏观现象中,碰撞意味着两物体直接接触,其特点是:相碰的物体在接触前和分离后没有相互作用,接触的时间很短,接触时发生的相互作用比较强烈,因而在接触过程中可以忽略外力.二、碰撞的形式1.碰撞的研究:最早研究碰撞的是马西尔,随后,伽利略、马略特、牛顿、笛卡尔、惠更斯先后用大量的实验进行了研究,总结了碰撞的规律,形成了动量守恒的思想.并应用到了对微观粒子的研究上,发现了新的粒子.2.碰撞的形式有正碰、斜碰.3.区分
3、正碰和斜碰主要看碰撞前两球的相对速度的方向与连心线的关系,与各小球自身的运动状态无关,与碰撞的位置无关.三、弹性碰撞与非弹性碰撞1.完全弹性碰撞 如果两个物体(以两个弹性小球为例)在碰撞过程中,没有机械能的损失,这样的碰撞称为完全弹性碰撞。此时两个物体之间的力是弹性力,在开始接触后的前一阶段,两球互相压缩,弹性力做负功,这时有一部分动能转化为弹性势能,在两球的速度相等时,压缩停止,此时系统的弹性势能最大,系统的动能最小;然后立即转为互相推开,弹性力做正功,此时弹性势能转化为动能.当全部分开时,弹性势能为零,全部转化为动能.2.非弹性碰撞 两球碰撞后形变不能完全恢复.碰撞前后两小球的总动能不相等
4、,有损失,损失的机械能转化为内能.3.完全非弹性碰撞 两球碰撞后完全不反弹,动能损失最大.很多情况下表现为两球合为一体,或达到共同速度.各个击破【例1】 下列说法正确的是( )A.s两小球正碰就是从正面碰撞 B.两小球斜碰就是从侧面碰撞C.两小球正碰就是对心碰撞 D.两小球斜碰就是非对心碰撞解析:两小球碰撞时的速度沿着连心线方向,称为正碰,即对心碰撞;两小球碰前的相对速度不在连心线上,称为斜碰,即非对心碰撞.答案:CD类题演练1在光滑的水平面上,一个运动的小球去碰撞一个静止的小球,则这个属于( )A.正碰 B.斜碰C.可能是正碰,也可能是斜碰 D.条件不明,无法说明解析:判断正碰还是斜碰与各物
5、体的运动状态无关,只与两球碰前相对速度的方向与两球连心线方向的关系相关.当相对速度的方向和连心线在同一直线上是正碰;当相对速度的方向与连心线不在一直线上是斜碰.则C选项正确.答案:C【例2】 如图1-1-2所示,两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1-1-2A.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,两球相对运动速度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类题演练2举例说明生活中哪些碰撞是完全非弹性碰撞.解析:完全非弹性碰撞的两物体碰后完全不反弹,动能损失最大,如一块泥巴摔在地上,一把刀插入木头中拔不出来,子弹射入木块中没有射出,火车站里,一列火车以一定的速度碰撞一列静止的车厢后共同前进,实现挂接等.