§16.4碰撞§16.4碰撞學習目標1.能正確區分彈性碰撞、非彈性碰撞和完全非彈性碰撞2.會應用動量、能量的知識綜合分析解決一維碰撞的問題。3.能說出對心碰撞和非對心碰撞的區別。4.結合散射和中子的發現過程，體會動量守恒定律的普適性。5.能運用動量守恒定律和機械能守恒定律解決一些與生活、生產相關的實際問題。重點難點重點：動量和能量觀點在碰撞中的綜合應用。難點:一維碰撞問題的綜合分析。1.能正確區分彈性碰撞、非彈性碰撞和完全非彈性碰撞重點難點情景導入：車禍碰撞視頻1、定義：碰撞是兩物體相碰，在極短的時間內運動狀態發生改變的過程。情景導入：車禍碰撞視頻1、定義：碰撞是兩物體相碰，在極短的時碰撞是自然界普遍的存在現象，大到宇宙中天體與天體之間的碰撞、小到微觀粒子的碰撞，日常生活中我們也能隨處可見各種各樣的碰撞。研究碰撞對實際生產生活有很大的意義，同學們能否舉例說說生活中你所見到的碰撞現象？：碰撞是自然界普遍的存在現象，大到宇宙中天體與天思考：碰撞有哪些共同特征呢？一、碰撞思考：碰撞有哪些共同特征呢？一、碰撞一、碰撞思考：2.特點：（2）作用力特點：在碰撞過程中，相互作用力即內力先急劇增加，又急劇減小，平均作用力很大，即系統的內力遠大于外力，（3）位移特點：在碰撞過程中，由于在極短的時間內物體的速度發生突變，物體發生的位移極小，可認為碰撞前后物體可處于同一位置。（1）時間特點：在碰撞過程中，相互作用時間很短不同碰撞過程中機械能一定守恒嗎？故碰撞過程中動量守恒。一、碰撞思考：2.特點：（2）作用力特點：在碰撞過程中，相互二、從能量角度對碰撞進行分類思考：碰撞過程中動量守恒，機械能能守恒嗎？二、從能量角度對碰撞進行分類思考：碰撞過程中動量守恒，機械能【方案1】

實驗測量，間接驗證θ2θ1vv0θ1→h1→v0→mv02/2θ2→h2→v→mv2/2θθ【思考】如何探尋兩球碰撞前后有無機械能損失？

看兩次擺角是否相同【方案1】實驗測量，間接驗證θ2θ1vv0θ1→h1→v0【方案2】

：理論論證如圖16.4-1，兩個物體的質量都是m，碰撞以前一個物體靜止，另一個以速度v向它撞去。碰撞以后兩個物體粘在一起，成為一個質量為2m的物體，以速度v?繼續前進。問題：這個碰撞過程機械能守恒嗎？【方案2】：理論論證如圖16.4-1，兩個物體碰撞過程中動量守恒、機械能不守恒。由動量守恒定律：

碰撞前系統總動能：

碰撞后系統總動能：

碰撞過程中有機械能損失【方案2】

：理論論證碰撞過程中動量守恒、機械能不守恒。由動量守恒定律：碰撞前系二、彈性碰撞和非彈性碰撞1、彈性碰撞：碰撞時形變能夠完全恢復，沒有能量損失，機械能守恒，這樣的碰撞叫做彈性碰撞。如鋼球、玻璃球的碰撞等2、非彈性碰撞：碰撞時形變不能完全恢復，碰撞過程中機械能不守恒，有能量損失，這樣的碰撞叫做非彈性碰撞。如橡皮泥之間的碰撞等3、碰撞后形變完全不能恢復，兩物體粘在一起（或以共同速度運動）的碰撞叫完全非彈性碰撞。這種碰撞機械能損失最大。注意：碰撞過程中系統的動量一定守恒，而總機械能只能減小或不變，不能增加。二、彈性碰撞和非彈性碰撞1、彈性碰撞：碰撞時形變能夠完全恢復【想一想】如圖所示，質量相同的物體A和B放在光滑的水平面上，A、B之間用一根輕繩連接，開始時繩是松弛的，現突然給A以水平向右的初速度v0.（作用過程繩未斷）探討1：物體A和B組成的系統動量是否守恒？機械能是否守恒？探討2：上述物體A和B之間的作用過程可以視為哪一類碰撞？動量守恒，機械能不守恒完全非彈性碰撞AB【想一想】如圖所示，質量相同的物體A和B放在光滑的水平面上，【練一練】在氣墊導軌上，一個質量為600g的滑塊以15cm/s的速度與另一個質量為400g、速度為10cm/s方向相反的滑塊迎面相碰，碰后兩個滑塊并在一起，求碰撞后的滑塊的速度大小和方向。解：以質量為600g

的滑塊的初速度v1的速度為正方向，根據動量守恒定律：

m1v1+m2v2=(m1

+m2

)v

帶入數值計算可得：

v=5cm/s即方向與質量為600g

的滑塊的初速度方向相同。

【練一練】在氣墊導軌上，一個質量為600g的滑塊以三、對彈性碰撞的討論

近代物理學中，經常遇到的是微觀粒子間的碰撞。微觀粒子之間的力是保守力，碰撞時沒有能量損失，所以我們重點研究彈性碰撞。三、對彈性碰撞的討論近代物理學中，經常遇到的是彈性碰撞的特例假設物體m1以速度v1與原來靜止的物體m2碰撞，碰后它們的速度分別為v1?和v2?。我們的任務是得出用m1、m2

、v1表達v1?和v2?的公式。思考與討論如何進行求解呢？三、對彈性碰撞的討論彈性碰撞的特例假設物體m1以速度v1與原來靜止【討論1】碰撞過程遵從什么物理規律？如何進行列式求解？動量守恒定律和機械能守恒定律【數據計算】v1v1/m1v2/m2m1m2【討論1】碰撞過程遵從什么物理規律？如何進行列式求解？動量守【討論2】兩個物體的質量大小對碰后的速度影響如何？【歸納總結】質量相同，碰后交換速度大碰小：碰后速度要同向，速度小的在后面小碰大：小反彈，大不動?！居懻?】兩個物體的質量大小對碰后的速度影響如何？【歸納總結【思考】

如果剛才的題目換成質量為m1以速度v1與原來質量為m2速度為v2

的物體碰撞，碰后它們的速度v1?和v2?

又將是多少呢？v1v1/m1v2/m2m1m2v2【思考】如果剛才的題目換成質量為m1以速度v1

在光滑水平面上，動能為Ek0、動量大小為p0的小鋼球1與靜止小鋼球2發生碰撞，碰撞前后球1的運動方向相反，將碰撞后球1的動能和動量的大小分別標記為Ek1、p1，球2的動能和動量的大小分別標記為Ek2、p2，則必有（

）A、Ek1〈Ek0B、p1〈

p0C、Ek2〉Ek0D、p2

〉p0ABD【練一練】處理碰撞的三個原則：碰撞動量守恒碰后機械能不能增加（火藥爆炸除外）碰后速度要合理在光滑水平面上，動能為Ek0、動量大小為p0的王冰玉一壺三擊丁俊暉精彩比賽瞬間四、從碰撞前后速度方向進行分類王冰玉一壺三擊丁俊暉精彩比賽瞬間四、從碰撞前后速度方向進行分碰前運動速度與兩球心連線處于同一直線上，碰后兩球的速度仍沿這條直線四、對心碰撞和非對心碰撞

兩小球發生對心碰撞1、對心碰撞——正碰：碰前運動速度與兩球心連線處于同一直線上，碰后兩球的速2、非對心碰撞——斜碰：碰前運動速度與兩球心連線不在同一直線上，碰后兩球的速度都會偏離原來兩球心的連線四、對心碰撞和非對心碰撞

兩小球發生非對心碰撞碰前運動速度與兩球心連線不在同一直線上，碰后兩球的速度都會偏

發生對心碰撞的兩個物體，碰撞前后的速度都在同一條直線上，他們的動量也都沿這條直線，可以在這個方向上應用動量守恒定律。發生非對心碰撞的兩個物體，碰撞前后的速度不與原來的速度在同一條直線所以非對心碰撞是平面內的二維問題。發生對心碰撞的兩個物體，碰撞前后的速度都在同一【思考】斜碰過程滿足動量守恒嗎？為什么？如圖，能否大致畫出碰后A球的速度方向？Av1Bv/2BAm2v2/m1v1m1v1/【思考】若兩球質量相等，又是彈性碰撞你能進一步確定兩球碰后速度方向關系嗎？Av1Bv/2BAm2v2/m1v1m1v1/【思考】若兩球五、散射1、定義：在粒子物理和核物理中，常常使一束粒子射人物體，粒子與物體中的微粒碰撞。這些微觀粒子相互接近時并不發生直接接觸，這種微觀粒子的碰撞叫做散射。

2、散射方向：由于粒子與物質微粒發生對心碰撞的概率很小，所以多數粒子在碰撞后飛向四面八方。五、散射1、定義：在粒子物理和核物理中，常常使一束粒子射人物五、散射五、散射科學足跡：微觀世界碰撞現象中子的發現：1932年查德威克(英國)科學足跡：微觀世界碰撞現象中子的發現：1932年查德威克(英課堂小結：（一）今天你學會了哪些知識？（二）今天你學到了哪些科學研究方法？課堂小結：（一）今天你學會了哪些知識？（二）今天你學到了哪些作業：

1.完成導學案上相關習題

2.查閱相關資料，了解中子的發現過程。作業：1.完成導學案上相關習題【課堂檢測】1、下列關于碰撞的理解正確的是：（

）A、在碰撞現象中，一般內力都遠大于外力，所以可以認為碰撞時系統的動量守恒B、如果碰撞過程中機械能守恒，這樣的碰撞叫做非彈性碰撞C、微觀粒子的相互作用由于不發生直接接觸，所以不能稱其為碰撞D、微觀粒子的相互作用雖然不發生直接接觸，但仍稱其為碰撞AD【課堂檢測】1、下列關于碰撞的理解正確的是：（

2、質量相等的A、B兩球在光滑的水平面上沿同一直線、同一方向運動，A球的動量pA/=7kg·m／s,,B球的動量pB/=5kg·m／s，當A球追上B球時發生碰撞，則碰撞后A、B兩球的動量可能是（）A、pA/=6kg·m／s,,pB/=6kg·m／sB、pA/=8kg·m／s,,pB/=4kg·m／sC、pA/=-2kg·m／s,,pB/=14kg·m／sD、pA/=-4kg·m／s,,pB/=17kg·m／sA【課堂檢測】2、質量相等的A、B兩球在光滑的水平面上沿同一直線

速度為103m/s的氦核與靜止的質子發生正碰，氦核的質量是質子的4倍，碰撞是彈性的，求碰撞后兩個粒子的速度。解：由于碰撞是彈性的，根據動量守恒和機械能守恒可以解得碰撞之后二者的速度分別為：氦核：質子：

=6×102m/s=1.6×103m/s【課堂檢測】速度為103m/s的氦核與靜止的