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′
由动量守恒定律知:mv=2mv′,则v′=
碰撞前总动能Ek=mv2
碰撞后总动能Ek′=×2m()2=mv2
所以碰撞过程中机械能减少
ΔEk=Ek-Ek′=mv2