高中物理选择性必修一优质课公开课1.5.pdf

5．碰撞

必备知识·自主学习关键能力·合作探究随堂演练·自主检测

课标要求

1.知道什么是弹性碰撞，什么是非弹性碰撞．

2．了解中子的发现过程．

3．会用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题．

思维导图

必备知识·自主学习

一、碰撞的分类

根据碰撞前后两物体总动能是否变化，可将碰撞分为__________和

弹性碰撞

____________两类．

非弹性碰撞

1．弹性碰撞：系统总机械能________的碰撞．

保持不变

2．非弹性碰撞：系统总机械能________的碰撞．

减少

3．完全非弹性碰撞：在非弹性碰撞中，如果两物体碰后________，

粘在一起

以相同的速度运动，这种碰撞称为完全非弹性碰撞．

[导学1]

两球发生对心碰撞，只是说明碰撞前后动量方向在同一直线上，并

不一定是弹性碰撞，即碰撞前后动能不一定相等．

[导学2]

此推导过程也是一动一静的弹性碰撞模型的推导过程，如果两粒子

质量相等，碰后速度交换．

[举例]

如图所示，光滑水平面上并排静止着小球2、3、4，小球1以速度v0

射来，已知四个小球完全相同，小球间发生弹性碰撞，则碰撞后各小

球的运动情况如何？

提示：小球1与小球2碰撞后交换速度，小球2与小球3碰撞后交换速

度，小球3与小球4碰撞后交换速度，最终小球1、2、3静止，小球4以

速度v运动．

0

二、中子的发现

查德威克

1．1932年，英国物理学家__________发现了中子．

2．中子质量的计算

设中性粒子的质量为m，碰前速率为v，碰后速率为v′，氢核的质量为mH，

碰前速率为零，碰后速率为vH，碰撞前后的动量和动能都守恒，则

mv＝mv′＋mv

HH

121′212

mv＝

＋

HH

222

解得vH＝2

同理，对氮原子核的碰撞可解得vN＝2

H

由上述两式可得＝

N

已知氮核质量与氢核质量的关系为mN＝14mH，查德威克在实验中测得氢

核速率和氮核速率的关系是vH＝7.5vN，由此得m＝mH.

关键能力·合作探究

探究点一碰撞的特点及分类

导学探究

如图为两钢性摆球碰撞时的情景．

(1)两球质量相等，将一球拉到某位置释放，发现碰撞后，入射球静

止，被碰球上升到与入射球释放时同样的高度，说明了什么？

(2)若碰撞后两球粘在一起，发现两球上升的高度仅是入射球释放时

的高度的四分之一，说明了什么？

提示：(1)两球在最低点碰撞时，满足动量守恒条件，二者组成系统动量守恒，

入射球静止，被碰球上升同样的高度，说明该碰撞过程中机械能不变．

(2)碰撞中动量守恒，机械能不守恒．

归纳总结

1.碰撞过程的特点

(1)时间特点：碰撞现象中，相互作用的时间极短，相对物体运动的

全过程可忽略不计．

(2)受力特点：在碰撞过程中，系统的内力远大于外力，外力可以忽

略，系统的总动量守恒．

(3)位移特点：在碰撞过程中，由于在极短的时间内物体的速度发生

突变，物体发生的位移极小，可认为碰撞前后物体处于同一位置．

(4)能量的特点：碰撞过程系统的动能不会增加，可能减少，也可能

不变．

2．碰撞的分类

(1)按碰撞前后机械能是否守恒可分为弹性碰撞和非弹性碰撞．

(2)按碰撞前后速度的方向是否与球心的连