根据动量守恒定律可以判断,碰后两球运动情况可能是A、B所述情况,而C、D情
况是违背动量守恒的,故C、D情况是不可能的.
学生认真审题,弄清题意,并首先凭直觉想象碰后的可能情况(有些想象可能是错误的),有待分析后,用概念和理论修正学生错误的感受,加深学生对物理概念和规律的理解和重视,然后提出以下问题启发学生思考.
①哪个球的动量大,两球系统总动量是什么方向? ②碰撞过程动量守恒吗?碰撞前后的动能有何关系?
③碰撞以后,有几种可能存在的运动情况?两球都能停下吗?两球可能都向右运动吗?两球可能反向运动吗?甲球停止乙球运动可能吗?乙球停止甲球运动可能吗? 在引导学生思考以上问题时,要多次提示学生注意系统碰后的动量应等于碰前的动量,分析问题时,总动量的方向是不变的是重要的判断依据.
学生思考后,可让个别学生回答并说明理由.
在学生回答问题的基础上,教师分析总结,之后可让学生再次回答为什么C、D所述
两种碰后情况是违背动量守恒定律的,进一步提高学生分析问题的能力.
2.课堂小结
本节应重点掌握以下内容:
(1)一般的碰撞可以分成三种类型,即弹性碰撞;完全非弹性碰撞;非弹
性碰撞.
(2)弹性碰撞结束后,由于遵守动量守恒和动能守恒,所以通过计算可求
出碰撞以后的结果.
(3)完全非弹性碰撞可求出碰后的共同速度,物体发生相互作用时,当在
某一时刻,物体的瞬时速度瞬时相等时,可用完全非弹性碰撞的模式求出瞬时相等的共同速度.
(4)实际中的碰撞大多属于非弹性碰撞,界于弹性碰撞和完全非弹性碰撞
之间,碰后情况由物体的弹性性质决定.
(5)碰后情况定性分析,应满足三个条件:①碰撞前后系统总动量守恒;
②碰撞前后遵守总能量守恒,例如两小球碰后由于有光能、内能、声能的产生,总动能应该减小;③碰撞过程应符合实际情况,例如两球碰撞后的左右位置不能调换.
3.课后追忆
下课后,及时记录学生活动基本情况、教学效果,以及没有估计到的突发情况和采取的应急措施,并构想改进方法.也可找个别学生了解情况,使教学效果的鉴别接近实际.
同步练习(A卷) 一、选择题
1.质量为M的物体以速度v0竖直向上抛出,从抛出到落回抛出点的过程中
物体受到合力的冲量为(不计空气阻力) [ ]
A.0 B.2Mgv0,方向向上 C.2Mv0,方向向下 D.2Mgv0,方向向下
2.质量为0.5kg的物体,运动速度为3m/s,它在一个变力作用下速度变为
7m/s,方向和原来方向相反,则这段时间内物体受到的冲量为: [ ]
A.5N·s,方向与原运动方向相反 B.5N·s,方向与原运动方向相同 C.2N·s,方向与原运动方向相反 D.2N·s,方向与原运动方向相同
3.下列说法正确的是:
[ ]
A.一个物体的动量变化,其动能一定变化 B.一个物体动能变化,其动量一定变化 C.两个物体相互作用,它们的动量变化相同 D.两个物体相互作用,总动能不变
4.人和船总质量为M,静止在水面上,人从船上水平方向抛出质量为m的
物体,抛物速度为v0,则抛物后,人船的速度为 [ ]
A.mv0/(m-M) B.0
C.mv0/M D.mv0/(M-m)(只表示大小)
5.物体的动能增加到原来的8倍时,其动量的大小将增加到原来的
[ ]
6.一个质量为2kg的装砂小车,沿光滑的水平面以3m/s的速度运动,一个
质量为1kg的小球从0.2m高处自由落下,恰落入小车的砂中,这以后小车的速度为 [ ]
A.2m/s B.3m/s C.2.7m/s D.0
7.质量分别为M1 、M2的两个物体以相同的动量进入同一个水平面上,它
们与水平面的动摩擦因数相同,到静止时它们的位移之比s1∶s2为 [ ]
8.(接上题)它们的运动时间之比为
[ ]
9.向空中发射一个物体,不计空气阻力,当此物体的速度恰好沿水平方向
时,物体炸成A、B两块,若质量较大的A块的速度方向仍沿原来的方向,则 [ ]
A.B的速度方向一定与原速度方向相反 B.A块飞行的水平距离一定比B块大 C.A、B一定同时到达地面
D.A、B两块受到爆炸力的冲量大小一定相等
10.在光滑的水平面上,有一个质量为M的静止的木块,一颗质量为m的子
弹以水平速度v0射入木块中,最后以同一速度v2前进,则在子弹射入木块过程中,产生内能为 [ ]
二、非选择题
(提示:微观粒子间的碰撞可视为弹性碰撞)
12.总质量为M=0.5kg的小火箭(内含0.1kg火药),若火药全部燃烧,并
以v=240m/s的速度全部竖直向下喷出,空气阻力为重力的0.2倍,求火箭能上升的最大高度.
(提示:火药喷出过程极短.此过程内力远大于外力.动量守恒)
13.质量m1=0.5kg的物体与静止的质量为m2=1.5kg的物体发生对心碰撞,
它们碰撞前后的位移-时间图像如图1-6-12所示(碰撞时间可忽略不计),求:在碰撞过程中损失的机械能为多少?
14.0.05kg的小球从h=5m高处自由落下,接触地面后,反弹的最大高度为
h′=4m,若球与地面接触时间为0.05s,求小球与地面间的平均相互作用力的大小.
15.水平面上的物体,在水平恒力F的作用下,由静止开始运动,经t秒撤
去外力F,又经t秒物体停止运动,求物体受到阻力的大小.
参考答案:
同步练习(B卷) 一、选择题
1.质量为M的物体,在距地面h高处,以速度v0水平抛出,物体从抛出到
落地的过程中,动量变化量的大小为 [ ]
2.一个物体放到光滑的水平面上,初速度为0,先对它施一向东的外力F,
历时1秒,随即把此力改为向西,大小不变,历时1秒,接着又把此力改为向东,大小不变历时1秒,如此反复,共历时1分钟,则
[ ]
A.物体往返运动,1分末停在东侧 B.物体往返运动1分末停在初始位置 C.物体往返运动,1分末速度方向向东 D.物体一直向东运动,1分末停止
3.在光滑的水平面上,有A、B两个小球,它们向右沿一直线运动(图1-6-13),
并发生对心碰撞,已知碰前两个小球的动量分别为pA=12kg·m/s,pB=13kg·m/s,
碰撞以后两小球动量的改变可能是:(取向右为正方向) [ ]
A.△pA=5kg·m/s,△PB=5kg·m/s B.△PA=5kg·m/s,△PB=-5kg·m/s C.△pA=-5kg·m/s,△pB=5kg·m/s D.△pA=-24kg·m/s,△pB=24kg·m/s