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16.4 碰 撞
【教学目标】
(一)知识与技能
1.认识弹性碰撞与非弹性碰撞,认识对心碰撞与非对心碰撞 2.了解微粒的散射 (二)过程与方法
通过体会碰撞中动量守恒、机械能守恒与否,体会动量守恒定律、机械能守恒定律的应用。 (三)情感、态度与价值观
感受不同碰撞的区别,培养学生勇于探索的精神。
【教学重点】用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题 【教学难点】对各种碰撞问题的理解
【教学方法】教师启发、引导,学生讨论、交流。 【教学用具】投影片,多媒体辅助教学设备 【课时安排】1 课时 【教学过程】
(一)引入新课
碰撞过程是物体之间相互作用时间非常短暂的一种特殊过程,因而碰撞具有如下特点: 1.碰撞过程中动量守恒.
提问:守恒的原因是什么?(因相互作用时间短暂,因此一般满足F内>>F外的条件) 2.碰撞过程中,物体没有宏观的位移,但每个物体的速度可在短暂的时间内发生改变. 3.碰撞过程中,系统的总动能只能不变或减少,不可能增加.
提问:碰撞中,总动能减少最多的情况是什么?(在发生完全非弹性碰撞时总动能减少最多) 熟练掌握碰撞的特点,并解决实际的物理问题,是学习动量守恒定律的基本要求. (二)进行新课
一、弹性碰撞和非弹性碰撞 1.弹性碰撞
在弹性力作用下,碰撞过程只产生机械能的转移,系统内无机械能的损失的碰撞,称为弹性碰撞。
举例:通常情况下的钢球、玻璃球等坚硬物体之间的碰撞及分子、原子等之间的碰撞皆可视为弹性碰撞。
分析:物体m1以速度v1与原来静止的物体m2碰撞,若碰撞后他们的速度分别为v1/ 、 v2/。试根据动量守恒定律和能量守恒定律推导出v1/ 、 v2/的表达式。
注意:弹性碰撞后的物体不发生永久性的形变,不裂成碎片,不粘在一起,不发生热传递及其他变化。
【例1】 质量m1=10g的小球在光得的水平面上以v1=30cm/s的速度向右运动,恰遇上质量m2=50 g的小球以v2=10cm/s的速度向左运动。碰撞后,小球m2恰好静止。那么碰撞后小球m1的速度多大?方向如何? [解析] 设v1的方向为正方向(向右,则各球的速度为v1=30cm/s,v2= —10cm/s,v2/=0, 据m1v1+m2v2=m1v1 /+m2v2 / 解得v1 /= —20cm/s,负号表示碰撞后m1的运动方向 与v1的方向相反,即向左。 [答案] 20cm/s 方向向左
[点评] 本题中的速度方向虽在同一直线上,但有的向右,有的向左,运用动量守恒定律求解时,一定要规定正方向。 2.非弹性碰撞
(1非弹性碰撞:受非弹性力作用,使部分机械能转化为内能的碰撞称为非弹性碰撞。 (2完全非弹性碰撞:是非弹性磁撞的特例,这种碰撞的特点是碰后粘在—起(或碰后具有共同的速度,其动能损失最大