人教版高中物理选修3-5学案：第十六章学案4碰撞

高三物理选修3-5第十六章动量守恒定律第四节碰撞弹性碰撞模型和应用专题专项训 集 无答案

1 / 11 高三物理选修3-5第十六章动量守恒定律第四节碰撞弹性碰撞模型及应用专题专项训练习题集

【典题强化】

1．光滑水平地面上有两个静止的小物块a和b，a的质量为m，b的质量M可以取不同的数据。现使a以某一速度向b运动，此后a与b发生弹性碰撞（ ）

A．当M=m时，碰撞后b的速度最大

B．当M=m时，碰撞后b的动能最大

C．当M>m时，若M越小，碰撞后b的速度越小

D．当M

2．如图所示，质量为m2的小球B静止在光滑的水平面上，质量为m1的小球A以速度为v0靠近B，并与B发生弹性碰撞。当m1和v0一定时，若m2越大。则（ ）

A．碰撞过程中B受到的冲量越小

B．碰撞过程中A受到的冲量越大

C．碰撞后A的速度越小

D．碰撞后A的速度越大

3．如图所示，小球A的质量为mA=5kg，动量大小为pA=4kgm/s，小球A水平向右运动与静止的小球B发生弹性碰撞，碰后A的动量大小为pA′=1kgm/s，方向水平向右，则（ ）

A．碰后小球B的动量大小为pB=3kgm/s

B．碰后小球B的动量大小为pB=5kgm/s

C．小球B的质量为15kg

D．小球B的质量为3kg

4．在光滑水平面上有三个完全相同的小球排成一条直线，2、3小球静止，并靠在一起，1球以速度v0射向它们，如图所示。设碰撞过程中不损耗机械能，则碰撞后三个小球的速度是（ ）

A．v1=v2=v3=v0/3 B．v1=0，v2=v3=v0/2

C．v1=0，v2=v3=v0/3 D．v1=v2=0，v3=v0

5．如图所示，B、C、D、E、F，5个小球并排放置在光滑的水平面上，B、C、D、E，4个小球质量相等，而F球质量小于B球质量，A球的质量等于F球质量。A球以速度v0向B球运动，所发生的碰撞均为弹性碰撞，则碰撞之后（ ）

小学+初中+高中+努力=大学

小学+初中+高中+努力=大学 4 碰撞

[学习目标] 1.理解弹性碰撞、非弹性碰撞，正碰(对心碰撞)和斜碰(非对心碰撞).2.会应用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题.3.知道散射和中子的发现过程，体会理论对实践的指导作用，进一步了解动量守恒定律的普适性．

一、弹性碰撞和非弹性碰撞

[导学探究]

(1)图1中大家正在玩一种游戏——超级碰撞球．多颗篮球般大小的钢球用钢缆悬挂在屋顶．拉开最右边钢球到某一高度，然后释放，碰撞后，仅最左边的球被弹起，摆至最大高度后落下来再次碰撞，致使最右边钢球又被弹起．硕大钢球交替弹开，周而复始，情景蔚为壮观．上述现象如何解释？

图1

(2)如图2所示，钢球A、B包上橡皮泥，让A与静止的B相碰，两钢球(包括橡皮泥)质量相等．碰撞后有什么现象？碰撞过程中机械能守恒吗？请计算说明．

图2

答案 (1)质量相等的两物体发生弹性正碰，碰后二者交换速度．

(2)碰撞后两球粘在一起，摆起高度减小．

设碰后两球粘在一起的速度为v′ 小学+初中+高中+努力=大学

小学+初中+高中+努力=大学 由动量守恒定律知：mv＝2mv′，则v′＝v2

碰撞前总动能Ek＝12mv2

碰撞后总动能Ek′＝12×2m(v2)2＝14mv2

所以碰撞过程中机械能减少

ΔEk＝Ek－Ek′＝14mv2

即碰撞过程中机械能不守恒．

[知识梳理] 弹性碰撞和非弹性碰撞的特点和规律

(1)碰撞特点：碰撞时间非常短；碰撞过程中内力远大于外力，系统所受外力可以忽略不计；可认为碰撞前后物体处于同一位置．

(2)弹性碰撞

①定义：如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞．

②规律：

动量守恒：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′

机械能守恒：12m1v 21＋12m2v 22＝12m1v1′2＋12m2v2′2

(3)非弹性碰撞

①定义：如果碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞．

【教学目标】

1. 会用动量守恒定律处理碰撞问题。

2. 掌握弹性碰撞和非弹性碰撞的区别。

3. 知道对心碰撞和非对心碰撞的区别。

4. 知道什么是散射。

重点：

难点：

【自主预习】

1. 如果碰撞过程屮机械能守恒，这样的碰撞叫做 ________ O

2. 如果碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做 ________ o

3. 一个运动的球少一个静止的球碰撞，如果碰撞Z前球的运动速度打两球心的连线在

_______ ，碰撞之后两球的速度 _______ 会沿着这条直线。这种碰撞称为正碰，也叫 ________ 碰撞。

4. 一个运动的球与一个静止的球碰撞，如果之前球的运动速度与两球心的连线不在同

-•条直线上，碰撞之后两球的速度都会 _______ 原来两球心的连线。这种碰撞称为 _________

碰撞。

5. _____________________________________________________________ 微观粒子相互接近时并不发生氏接接触，因此微观粒子的碰撞又叫做 _________________________ 。

6. 弹性碰撞和非弹性碰撞

从能量是否变化的角度，碰撞可分为两类：

⑴弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒。

(2)非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒。

说明：碰撞后，若两物体以相同的速度运动，此时损失的机械能最人。

7. 弹性碰撞的规律

质量为加］的物体，以速度Vi与原來静止的物体加2发牛完全弹性碰扌童，设碰扌童后它们 的速度分别为卩|和/ 2,碰撞前后的速度方向均在同一直线上。

由动量守恒定律得\+m2vf 2 由机械能守恒定律得如j v?=如1『f +如 联立两方程解得

, m\—mi , 2m \

v ,=^+^vp v 2=^+^?10

(2)推论

① 若弘=血,则/ 1=0, / 2=m即质量相等的两物体发生弹性碰撞将交换速度。惠 更斯早年的实验研究的就是这种情况。

人教版选修3-5课堂同步精选练习题：第十六章 第4节 碰撞（含解析）

1 / 7 人教版选修3-5课堂同步精选练习

第十六章 第4节 碰撞（含解析）

1、下列对于碰撞的理解正确的是( )

A．碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程

B．在碰撞现象中，一般内力都远大于外力，所以可以认为碰撞时系统的动能守恒

C．如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞

D．微观粒子的相互作用由于不发生直接接触，所以不能称其为碰撞

解析：碰撞是十分普遍的现象，它是相对运动的物体相遇时发生的一种现象，一般内力远大于外力．如果碰撞中机械能守恒，这样的碰撞是弹性碰撞．微观粒子的相互作用同样具有短时间内发生强大内力作用的特点，所以仍然是碰撞．

【答案】A

2．如图所示在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M的斜面，斜面表面光滑、高度为h、倾角为θ.一质量为m(m

A．h B.mhm＋M C.mhM D.Mhm＋M

解析：斜面固定时，由动能定理得－mgh＝0－12mv20，所以v0＝2gh；斜面不固定时，由水平方向动量守恒得mv0＝(M＋m)v，由机械能守恒得12mv20＝12(M＋m)v2＋mgh′，解得h′＝MM＋mh，故选D.

【答案】D

3、在光滑的水平面上有三个完全相同的小球，它们在一条直线上，2、3小球静止，并靠在一起，1小球以速度v0撞向它们，如图所示．设碰撞中不损失机械能，则碰后三个小球的速度的可能值是( )

A．v1＝v2＝v3＝13v0 B．v1＝0，v2＝v3＝12v0

C．v1＝0，v2＝v3＝12v0 D．v1＝v2＝0，v3＝v0 解析：两个质量相等的小球发生弹性正碰，碰撞过程中动量守恒、机械能守恒，碰撞后将交换速度，故D项正确． 人教版选修3-5课堂同步精选练习题：第十六章 第4节 碰撞（含解析）