高二物理選修3-5第十六章 動(dòng)量守恒定律 第四節(jié) 碰撞 學(xué)案教師版

1、.第十六章 動(dòng)量守恒定律第四節(jié) 碰撞 學(xué)案班別 姓名 學(xué)號(hào) 一、自主預(yù)習(xí)1碰撞的特點(diǎn)和種類1碰撞的特點(diǎn)作用時(shí)間_，內(nèi)力_外力，滿足動(dòng)量守恒；滿足能量_原理；1必須符合一定的物理情境。2碰撞的種類完全彈性碰撞：動(dòng)量守恒，動(dòng)能守恒，質(zhì)量相等的兩物體發(fā)生完全彈性碰撞時(shí)_速度；非完全彈性碰撞：_；完全非彈性碰撞：動(dòng)量守恒，動(dòng)能不守恒，碰后兩物體共速，系統(tǒng)機(jī)械能損失_。2碰撞現(xiàn)象滿足的規(guī)律1動(dòng)量守恒定律。2機(jī)械能不增加。3速度要合理。假設(shè)碰前兩物體同向運(yùn)動(dòng)，那么應(yīng)有_，碰后原來在前的物體速度一定增大，假設(shè)碰后兩物體同向運(yùn)動(dòng)，那么應(yīng)有_。碰前兩物體相向運(yùn)動(dòng)，碰后兩物體的運(yùn)動(dòng)方向不可能都不改變。極短 遠(yuǎn)大于

2、 不增加 交換 動(dòng)量守恒、動(dòng)能不守恒 最大v后>v前 v前v后二、課堂打破碰撞問題解題策略1抓住碰撞的特點(diǎn)和不同種類碰撞滿足的條件，列出相應(yīng)方程求解。2可熟記一些公式，例如“一動(dòng)一靜模型中，兩物體發(fā)生彈性正碰后的速度滿足：3熟記彈性正碰的一些結(jié)論，例如，當(dāng)兩球質(zhì)量相等時(shí)，兩球碰撞后交換速度；當(dāng)m1m2，且v20=0時(shí)，碰后質(zhì)量大的速率不變，質(zhì)量小的速率為2v。當(dāng)m1m2，且v20=0時(shí)，碰后質(zhì)量小的球原速率反彈?！纠}】2019·新課標(biāo)全國卷如圖，在都處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)使A以某一速度向右運(yùn)動(dòng)，求和之間滿足什么條件才能使A只與B、C各發(fā)生一次碰撞。設(shè)物體間的碰撞都是彈性的。參考答案

3、：三、穩(wěn)固訓(xùn)練1多項(xiàng)選擇2019·江西樟樹中學(xué)高二周練下面關(guān)于碰撞的理解正確的選項(xiàng)是 A碰撞是指相對運(yùn)動(dòng)的物體相遇時(shí)，在極短時(shí)間內(nèi)它們的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了顯著變化的過程B在碰撞現(xiàn)象中，一般內(nèi)力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，所以可以認(rèn)為碰撞時(shí)系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒C假如碰撞過程中機(jī)械能也守恒，這樣的碰撞叫做非彈性碰撞D微觀粒子的碰撞由于不發(fā)生直接接觸，所以不滿足動(dòng)量守恒的條件，不能應(yīng)用動(dòng)量守恒定律求解22019·寧夏石嘴山三中高三適應(yīng)性考試如下圖，小球B質(zhì)量為10 kg，靜止在光滑程度面上。小球A質(zhì)量為5 kg，以10 m/s的速率向右運(yùn)動(dòng)，并與小球B發(fā)生正碰，碰撞后A球以2 m/s的速率反向彈回。

4、那么碰后小球B的速率和這次碰撞的性質(zhì)，以下說法正確的選項(xiàng)是 A4 m/s 非彈性碰撞 B4 m/s 彈性碰撞C6 m/s 非彈性碰撞 D6 m/s 彈性碰撞32019·山東煙臺(tái)二中高一月考在同一直線上同方向運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量相等的甲、乙兩物體發(fā)生正碰，碰撞前甲、乙的速度大小之比為2:1，碰撞后甲、乙的速度大小之比為4:5，以下說法正確的選項(xiàng)是 A碰撞后甲和乙的運(yùn)動(dòng)方向可能相反B甲碰撞前后的速度之比為2:3C甲碰撞前后的速度之比為3:2D在碰撞中乙的速度變化量比甲大42019·內(nèi)蒙古呼和浩特回民中學(xué)高二期中質(zhì)量為ma=1 kg，mb=2 kg的小球在光滑的程度面上發(fā)生碰撞，碰撞前后兩

5、球的位移時(shí)間圖象如下圖，那么可知碰撞屬于 A彈性碰撞B非彈性碰撞C完全非彈性碰撞D條件缺乏，不能判斷52019·內(nèi)蒙古巴彥淖爾一中高二期中現(xiàn)有甲、乙兩滑塊，質(zhì)量分別為3m和m，以一樣的速率v在光滑程度面上相向運(yùn)動(dòng)，發(fā)生了碰撞。碰撞后，甲滑塊靜止不動(dòng)，那么這次碰撞是 A彈性碰撞B非彈性碰撞C完全非彈性碰撞D條件缺乏，無法確定62019·寧夏銀川一中高二期中A、B兩球沿一直線運(yùn)動(dòng)并發(fā)生正碰，如下圖為兩球碰撞前后的位移時(shí)間圖象，a、b分別為A、B兩球碰前的位移時(shí)間圖象，c為碰撞后兩球共同運(yùn)動(dòng)的位移st時(shí)間圖象，假設(shè)A球質(zhì)量m=2 kg，那么由圖可知以下結(jié)論錯(cuò)誤的是 AB球質(zhì)量為3

6、 kgB碰撞時(shí)A對B所施沖量為4 N·sC碰撞前后A的動(dòng)量變化為4 kg·m/sD碰撞中A、B兩球組成的系統(tǒng)損失的動(dòng)能為10 J72019·甘肅武威十八中高二期末兩個(gè)質(zhì)量不同的物體，在光滑的程度面上相向運(yùn)動(dòng)，并發(fā)生正碰，那么以下說法中正確的選項(xiàng)是 A碰撞后，質(zhì)量小的物體速度變化大B碰撞后，質(zhì)量大的物體速度變化大C假設(shè)碰撞后連成整體，那么整體運(yùn)動(dòng)方向與原來質(zhì)量大的物體的運(yùn)動(dòng)方向一樣D假設(shè)碰撞后連成整體，那么整體運(yùn)動(dòng)方向與原來速度大的物體的運(yùn)動(dòng)方向一樣8多項(xiàng)選擇2019·河南安陽三十六中高二期中如下圖，光滑程度面上有大小一樣的A、B兩球在同一直線上運(yùn)動(dòng)。兩球

7、質(zhì)量關(guān)系為mB=2mA，規(guī)定向右為正方向，A、B兩球的動(dòng)量均為6 kg·m/s，運(yùn)動(dòng)中兩球發(fā)生碰撞，碰撞后A球的動(dòng)量增量為4 kg·m/s，那么 A左方是A球B右方是A球C碰撞后A、B兩球速度大小之比為2:5D碰撞后A、B兩球速度大小之比為1:109多項(xiàng)選擇2019·河北大名一中高一月考甲物體在光滑程度面上運(yùn)動(dòng)速度為v1，與靜止的乙物體相碰，碰撞過程中無機(jī)械能損失，以下結(jié)論正確的選項(xiàng)是 A乙的質(zhì)量等于甲的質(zhì)量時(shí)，碰撞后乙的速度為v1B乙的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于甲的質(zhì)量時(shí)，碰撞后乙的速率是2v1C乙的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于甲的質(zhì)量時(shí)，碰撞后甲的速率是v1D碰撞過程中甲對乙做的功大于乙動(dòng)

8、能的增量10多項(xiàng)選擇2019·遼寧葫蘆島一中高二期中A、B兩物體在光滑程度面上沿同一直線運(yùn)動(dòng)，如圖表示發(fā)生碰撞前后的vt圖線，由圖線可以判斷 AA、B的質(zhì)量比為3:2BA、B碰后速度方向相反CA、B碰撞前后總動(dòng)量不守恒DA、B碰撞前后總動(dòng)能不變11多項(xiàng)選擇2019·黑龍江雞西十九中高二期中質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)物體碰撞前后的位移時(shí)間圖象如下圖，由圖有以下說法，其中正確的選項(xiàng)是 A質(zhì)量m1等于質(zhì)量m2B碰撞后兩物體一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)C碰撞前兩物體動(dòng)量一樣D碰撞前兩物體動(dòng)量大小相等、方向相反12多項(xiàng)選擇2019·河北唐山開灤二中高二期末動(dòng)能一樣的A、B兩球mA&g

9、t;mB在光滑的程度面上相向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩球相碰后，其中一球停頓運(yùn)動(dòng)，那么可斷定 A碰撞前A球的速度小于B球的速度B碰撞前A球的動(dòng)量大于B球的動(dòng)量C碰撞前后A球的動(dòng)量變化大于B球的動(dòng)量變化D碰撞后，A球的速度一定為零，B球朝反方向運(yùn)動(dòng)132019·河南安陽二中高二期末如圖，光滑程度直軌道上兩滑塊A、B用橡皮筋連接，A的質(zhì)量為m。開場時(shí)橡皮筋松弛，B靜止，給A向左的初速度v0。一段時(shí)間后，B與A同向運(yùn)動(dòng)發(fā)生碰撞并粘在一起。碰撞后的共同速度是碰撞前瞬間A的速度的兩倍，也是碰撞前瞬間B的速度的一半。求：1B的質(zhì)量；2碰撞過程中A、B系統(tǒng)機(jī)械能的損失。參考答案1AB【解析】碰撞是兩物體在極短時(shí)間

10、內(nèi)的作用，一般內(nèi)力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，所以可以認(rèn)為碰撞時(shí)系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒，A、B正確；碰撞過程中機(jī)械能守恒的碰撞為彈性碰撞，C錯(cuò)誤；動(dòng)量守恒定律是自然界普遍適用的規(guī)律之一，不僅低速、宏觀物體的運(yùn)動(dòng)遵守這一規(guī)律，而且高速、微觀物體的運(yùn)動(dòng)也遵守這一規(guī)律，D錯(cuò)誤；應(yīng)選AB。2.C【名師點(diǎn)睛】此題關(guān)鍵抓住系統(tǒng)動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒定律求解，判斷是否是彈性碰撞，就是看機(jī)械能是否損失。3C【解析】設(shè)甲乙的質(zhì)量均為m，假設(shè)在碰撞后甲和乙的運(yùn)動(dòng)方向相反，那么由動(dòng)量守恒定律：，解得：v1=3v0；由能量關(guān)系可知，碰前的能量；碰后的能量，那么碰撞后甲和乙的運(yùn)動(dòng)方向不可能相反，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由上述分析可知，碰撞后甲和乙的

11、運(yùn)動(dòng)方向一樣，那么由動(dòng)量守恒定律：，解得：v1=v0；甲碰撞前后的速度之比為，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；在碰撞中甲的速度變化量：；乙的速度變化量：；兩物體速度變化量一樣，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；應(yīng)選C。4A【解析】根據(jù)xt圖象可知：a球的初速度為：，b球的初的速度為，碰撞后a球的速度為：，碰撞后b球的速度為：，碰撞前動(dòng)量：，碰撞前動(dòng)量：，兩球碰撞過程中，動(dòng)能變化量為：，那么知碰撞前后動(dòng)量不變，系統(tǒng)的總動(dòng)能不變，此碰撞是彈性碰撞；應(yīng)選A。5A.解：以兩滑塊組成的系統(tǒng)為研究對象，碰撞過程系統(tǒng)所受合外力為零，碰撞過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以甲的初速度方向?yàn)檎较?，取m=1kg；碰撞前系統(tǒng)總動(dòng)量：p=3mv-mv=2mv；由動(dòng)

12、量守恒定律得：3mv-mv=mv，解得：v=2v；碰撞前系統(tǒng)機(jī)械能：3mv2+mv2=2mv2，碰撞后系統(tǒng)的機(jī)械能為：m2v2=2mv2，碰撞前后機(jī)械能不變，碰撞是彈性碰撞；應(yīng)選：A6A【解析】由圖象的斜率等于速度，可得，碰撞前有：A球的速度，B球的速度為：，碰撞后有：A、B兩球的速度相等，為：；對A、B組成的系統(tǒng)，A、B兩球沿一直線運(yùn)動(dòng)并發(fā)生正碰，碰撞前后都是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，碰撞前后A的動(dòng)量變化為：，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，碰撞前后A的動(dòng)量變化為：，又：，所以：，所以A與B碰撞前的總動(dòng)量為：，由動(dòng)量定理可知，碰撞時(shí)A對B所施沖量為：，碰撞中A、B兩球組成的系統(tǒng)損失的動(dòng)能：，代入

13、數(shù)據(jù)解得：，故A錯(cuò)誤，BCD正確。7A【解析】根據(jù)動(dòng)量守恒定律得，即有，可知，碰撞后，速度變化量大小與物體的質(zhì)量成正比，質(zhì)量小的物體速度變化大，故A正確、B錯(cuò)誤；假設(shè)碰撞后連成整體，根據(jù)動(dòng)量守恒定律知：整體運(yùn)動(dòng)方向與原來動(dòng)量大的物體的運(yùn)動(dòng)方向一樣，故CD錯(cuò)誤。8AC【解析】A、B兩球的動(dòng)量均為6 kg·m/s，兩球均向右運(yùn)動(dòng)，A球的速度大。運(yùn)動(dòng)中兩球發(fā)生碰撞，應(yīng)該是A球追上B球發(fā)生碰撞，所以左方是A球，A正確；由于碰后A球的動(dòng)量增量為負(fù)值，因此碰后A球的動(dòng)量為2 kg·m/s所以碰后B球的動(dòng)量是增加的，為10 kg·m/s。由于兩球質(zhì)量關(guān)系為mB=2m，那么碰撞后

14、A、B兩球速度大小之比2:5，應(yīng)選AC?！久麕燑c(diǎn)睛】A、B兩球的動(dòng)量均為6 kg·m/s，兩球均向右運(yùn)動(dòng)，兩球在發(fā)生碰撞，一定是速度大的追上速度小的發(fā)生的碰撞，所以可以判斷左方是A球。在碰撞過程中動(dòng)量守恒。根據(jù)A球的動(dòng)量變化量可以求出B球的動(dòng)量。再根據(jù)兩球質(zhì)量關(guān)系，求出碰后兩球的速度大小之比。9ABC【解析】甲小球在光滑程度面上運(yùn)動(dòng)速度為v1，與靜止的乙小球發(fā)生正碰，碰撞過程中無機(jī)械能損失，規(guī)定甲小球初速度方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量守恒定律及機(jī)械能守恒定律得mAv1=mAv1+mBv2，mAv12=mAv12+mBv22，解得：，假設(shè)乙的質(zhì)量等于甲的質(zhì)量時(shí)，碰撞后甲的速率為0，乙的速率為

15、v1，故A正確；乙的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于甲的質(zhì)量時(shí)，碰撞后甲的速率幾乎不變，碰撞后乙的速率為2v1，故B正確，假設(shè)乙的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于甲的質(zhì)量時(shí)，那么碰后甲的速度為v1，故C正確；根據(jù)動(dòng)能定理得碰撞過程中甲對乙做功等于乙動(dòng)能的增量，故D錯(cuò)誤；應(yīng)選ABC。10AD【解析】根據(jù)動(dòng)量守恒定律：mA6+mB1=mA2+mB7得：mA:mB=3:2，故A正確；由圖象可知，A、B碰后速度方向一樣，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；據(jù)動(dòng)量守恒知A、B作用前后總動(dòng)量守恒，C錯(cuò)誤；作用前總動(dòng)能：；作用后總動(dòng)能：，可見作用前后總動(dòng)能不變，D正確；應(yīng)選AD。11AD【解析】位移時(shí)間圖象的斜率等于速度，由斜率求出碰撞前后兩個(gè)物體的速度，由圖看出，碰后

16、兩個(gè)物體速度均為零，根據(jù)動(dòng)量守恒定律分析碰撞前兩物體動(dòng)量有關(guān)系。位移時(shí)間圖象的斜率等于速度，由斜率可知，碰撞前兩物體速度大小相等，方向相反，那么有；由數(shù)學(xué)知識(shí)得知，碰撞后兩個(gè)物體的速度為零，根據(jù)動(dòng)量守恒有，得，得，故A正確、B錯(cuò)誤；由，說明碰撞前兩物體動(dòng)量大小相等、方向相反，由于動(dòng)量是矢量，所以碰撞前兩物體動(dòng)量不一樣，C錯(cuò)誤，D正確。12ABD【解析】根據(jù)題意可知兩球的速度及動(dòng)量的大小關(guān)系；再由動(dòng)量守恒那么可以判斷兩球動(dòng)量的變化及兩球的運(yùn)動(dòng)方向。因球的動(dòng)能一樣，且A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量，故A球的速度小于B球的速度，故A正確；由可知，；那么可知，A的動(dòng)量大于B的動(dòng)量，故B正確；因兩球在碰撞中動(dòng)量守恒，故兩球動(dòng)量的變化量相等，故C錯(cuò)誤；因A的動(dòng)量大于B的動(dòng)量，故總動(dòng)量沿A的動(dòng)量方向，故碰后只能是A靜止，B朝反方向運(yùn)動(dòng)，故D正確。131 2試題分析：i以初速度的方向?yàn)檎较?，設(shè)B的質(zhì)量為，A、B碰撞后共同速度為v，由題意知；碰撞前瞬間A的速度為，碰撞前瞬間，B的速度為2v，由動(dòng)量守恒定律得那么：         由式得得           ii從開場到碰后的全過程，由動(dòng)量守恒定律得