新課標(biāo)人教版3-5選修三164碰撞0-資料下載頁(yè)
2024-12-09 06:55本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】探究物體彈性碰撞的一些特點(diǎn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，理解動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律。能用動(dòng)量守恒定律定量分析一維碰撞問(wèn)題。知道動(dòng)量守恒定律的普遍意義。例1火箭的發(fā)射利用了反沖現(xiàn)象。例2收集資料，了解中子是怎樣發(fā)現(xiàn)的。討論動(dòng)量守恒定律在其中的作用。通過(guò)物理學(xué)中的守恒定律，體會(huì)自然界的和諧與統(tǒng)一。制作“水火箭”。通過(guò)體會(huì)碰撞中動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒與否，體會(huì)動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用。感受不同碰撞的區(qū)別，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索的精神。教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。（在發(fā)生完全非彈性碰撞時(shí)總動(dòng)能減少。的木楔上沒(méi)有彈起，二者一起向下運(yùn)動(dòng)．設(shè)地層給它們的平均阻力為F，則木楔可進(jìn)入的深度L是多少？下一階段開(kāi)始時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生分析出來(lái)，在上述前后兩個(gè)階段中間，還有一個(gè)短暫的階段，在這個(gè)階段中，教師明確表示此種解法是錯(cuò)誤的，提醒學(xué)生注意碰撞的特點(diǎn)：即宏觀沒(méi)有位移，
【正文】 為參考系，則另一物體碰撞前后速度大小不變，方向相反（即以原速率彈回）。 聯(lián)立①②兩式，解得 ? ?211212239。1 2 mm vmmvmv ? ??? ④ ? ?212121139。2 2 mm vmmvmv ? ??? ⑤ 下面我們對(duì)幾種情況下這兩個(gè)式子的結(jié)果做些分析。 ●若 21 mm? ，即兩個(gè)物體質(zhì)量相等 239。1 vv? ， 139。2 vv ? ，表示碰后 A的速度變?yōu)?2v ， B的速度變?yōu)?1v 。 故有 [結(jié)論 2] 對(duì)于一維彈性碰撞，若兩個(gè)物體質(zhì)量相等，則碰撞后兩個(gè) 物體 互換速度（即碰后 A的速度等于碰前 B的速度，碰后 B的速度等于碰前 A的速度）。 ●若 21 mm ?? ，即 A的質(zhì)量遠(yuǎn)大于 B的質(zhì)量 這時(shí) 121 mmm ?? ， 121 mmm ?? ， 0212 ??mm m 。根據(jù)④、⑤兩式， 有 139。1 vv? ， 2139。2 2 vvv ?? 表示質(zhì)量很大的物體 A（相對(duì)于 B而言）碰撞前后速度保持不變。 ⑥ ●若 21 mm ?? ，即 A的質(zhì)量遠(yuǎn)小于 B的質(zhì)量 這時(shí) 212 mmm ?? ， 221 mmm ?? ， 0211 ??mm m 。根據(jù)④、⑤兩式， 有 239。2 vv ? ， 1239。1 2 vvv ?? 表示質(zhì)量很大的物體 B（相 對(duì)于 A而言）碰撞前后速度保持不變。 ⑦ 綜合⑥⑦，可知： [結(jié)論 3] 對(duì)于一維彈性碰撞，若其中某物體的質(zhì)量遠(yuǎn)大于另一物體的質(zhì)量，則質(zhì)量大的物體碰撞前后速度保持不變。 至于質(zhì)量小的物體碰后速度如何，可結(jié)合 [結(jié)論 1]和 [結(jié)論 3]得出。 以 21 mm ?? 為例，由 [結(jié)論 3]可知 139。1 vv? ，由 [結(jié)論 1]可知 2139。21 vv ?? ，即? ?1239。139。2 vvvv ???? ，將 139。1 vv? 代入，可得 2139。2 2 vvv ?? ，與上述所得一致。 以上結(jié)論就是關(guān)于一維彈性碰撞的三個(gè)普適性結(jié)論。 [練習(xí) ]如圖所示，乒乓球質(zhì)量為 m，彈性鋼球質(zhì)量為 M（ Mm），它們一起自高度 h高處自由下落，不計(jì)空氣阻力，設(shè)地面上鋪有彈性鋼板，球與鋼板之間的碰撞及乒乓球與鋼球之間的碰撞均為彈性碰撞，試計(jì)算鋼球著地后乒乓球能夠上升的最大高度。 解析： 乒乓球和彈性鋼球自狀態(tài) 1自由下落，至彈性鋼球剛著地（狀態(tài) 2）時(shí)，兩者速度相等 ghv 22 ? 則 ghv 2? 彈性鋼球跟彈性鋼板碰撞后瞬間（狀態(tài) 3），彈性鋼球速率仍為 v，方向變?yōu)樨Q直向上 緊接著，彈性鋼球與乒乓球碰，碰后瞬間（狀態(tài) 4）乒乓球速率變?yōu)?v′ 由 [結(jié)論 3]可知，彈性鋼球與乒乓球碰后彈性鋼球速度保持不變（速率仍為 v，方向?yàn)樨Q直向上）； 由 [結(jié)論 1]可知，彈性鋼球與乒乓球碰前瞬間（狀態(tài) 3）乒乓球相對(duì)于彈性鋼球的速度為 2v，方向?yàn)樨Q直向下，彈性鋼球與乒乓球碰后瞬間（狀態(tài) 4）乒乓球相對(duì)于彈性鋼球的速度為 2v，方向?yàn)樨Q直向上。 則 v′ =3v 由 gHv 2239。 ? 得 ? ? hgvgvH 9232 2239。 ???
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