資源簡介

《碰撞的四類模型》復習課學案
【課標要求】
①了解彈性碰撞和非彈性碰撞的特點
②能使用動量和機械能的知識定量分析一維碰撞問題
③能解釋生產生活中的彈性碰撞和非彈性碰撞現象
【教學目標】
①物理觀念：回顧碰撞三種類型特點，讓學生觀察、體會運動觀，相互作用觀及能量觀，歸納多物體，多階段運動問題的一般解題規(guī)律和方法。
②科學思維：在復習中進行科學推理論證，并對碰撞模型建構，通過訓練，提高學生分析綜合能力，處理復雜問題能力。
③科學探究：對所提的問題利用實驗進行驗證。
④科學態(tài)度與責任：培養(yǎng)學生實事求是的科學精神，形成勇于創(chuàng)新的科學態(tài)度。?
【教學重難點】
重點：掌握碰撞中多物體，多階段運動問題的一般解題規(guī)律和方法。歸納總結碰撞的四類模型的規(guī)律和特點。
難點：能根據不同階段的運動受力特點，合理選擇動力學、能量觀點或動量觀點解決問題。
【模型一 “物體與物體”正碰模型】
問題1：碰撞問題遵循的三原則是什么？或者說碰撞產生的條件是什么？
問題2：彈性碰撞滿足什么樣的規(guī)律？
當質量為m1速度為v1的物體與質量為m2速度為v2的物體發(fā)生彈性正碰，列出的方程和碰后的速度是？
例1、 “引力彈弓效應”是指在太空運動的探測器,借助行星的引力來改變自己的速度。如圖所示,設行星運動的速度大小為u，探測器的初速度大小為v0探測器在遠離行星后速度大小為v1，探測器和行星沒有發(fā)生直接碰撞，但是在行星的運動方向上，其運動規(guī)律可類比兩個質量不同的鋼球在同一條直線上發(fā)生的彈性碰撞。那么下列判斷中正確的是( )
A． B．
C． D．
【模型二 “滑塊—斜(曲)面”碰撞模型】
Q：如圖所示，水平地面光滑，m以初速度v0沖上光滑1/4圓弧槽面M，請同學們試著分析從開始直到最后兩者分離全過程的
（1）受力情況 （2）運動情況 （3）能量轉化過程
提示： v0較小情況如何？v0較大情況如何？（分兩組探討）
例2、 (2021·江蘇常州市模擬)如圖所示，質量為M＝4kg的大滑塊靜置在光滑水平面上，滑塊左側為光滑圓弧，圓弧底端和水平面相切，頂端豎直。一質量為m＝1kg的小物塊，被壓縮彈簧彈出后，沖上大滑塊，能從大滑塊頂端滑出，滑出時大滑塊的速度為1 m/s。g取10 m/s2。求：
(1)小物塊被彈簧彈出時的速度；
(2)小物塊滑出大滑塊后能達到的最大高度h1；
(3)小物塊回到水平面的速度及再次滑上大滑塊后能達到的最大高度h2。
【模型三 “滑塊—彈簧”碰撞模型】
Q：如圖所示，水平地面光滑，m1、 m2間連接輕質彈簧，彈簧初始原長，給m1初速度v0 ，請同學們試著分析m1、 m2相互作用過程中的
（1）受力情況 （2）運動情況 （3）能量轉化過程
提示：從開始到第二次恢復原長的過程可以分為幾段？分段標準是什么
過程分段 m1 m2
原長到壓縮至最短
壓縮至最短時
壓縮至最短到恢復原長
第一次恢復原長時
恢復原長到拉伸至最長
拉伸至最長時
拉至至最長到恢復原長
第二次恢復原長
例3、(2021·湖南卷·8)如圖（a），質量分別為mA、m 的A、B兩物體用輕彈簧連接構成一個系統(tǒng)，外力F作用在A上，系統(tǒng)靜止在光滑水平面上（B靠墻面），此時彈簧形變量為x。撤去外力并開始計時，A、B兩物體運動的圖像如圖（b）所示，表示0到時間內A的圖線與坐標軸所圍面積大小，分別表示到時間到內A、B的圖線與坐標軸所圍面積大小。A在時刻的速度為。下列說法正確的是（　　）
A. 0到時間內，墻對B的沖量等于mAv0
B. mA > mB
C. B運動后，彈簧的最大形變量等于x
D.
【模型四 “滑塊—木板”碰撞模型】
Q：如圖所示，水平地面光滑，質量為m的子彈以初速度v0射入質量為M的木板，子彈與木板間的阻力恒為f，請同學們試著分析整個過程中的
（1）受力情況 （2）運動情況 （3）能量轉化過程
提示： 若子彈未射穿木板情況如何？若子彈射穿木板情況如何？
例4、（2023·陜西西安·校考三模）如圖所示，質量為m的長木板B放在光滑的水平面上，質量為的木塊A放在長木板的左端，一顆質量為的子彈以速度射入木塊并留在木塊中，當木塊滑離木板時速度為，木塊在木板上滑行的時間為t，則下列說法錯誤的是（　　）
A．木塊獲得的最大速度為
B．木塊滑離木板時，木板獲得的速度大小為
C．木塊在木板上滑動時，木塊與木板之間的滑動摩擦力大小為
D．因摩擦產生的熱量等于子彈射入木塊后子彈和木塊減少的動能與木板增加的動能之差
【拓展提升】
1、(2022·湖南卷·4)1932年，查德威克用未知射線轟擊氫核，發(fā)現這種射線是由質量與質子大致相等的中性粒子(即中子)組成.如圖，中子以速度v0分別碰撞靜止的氫核和氮核，碰撞后氫核和氮核的速度分別為v1和v2.設碰撞為彈性正碰，不考慮相對論效應，下列說法正確的是（　　）
A.碰撞后氮核的動量比氫核的小
B.碰撞后氮核的動能比氫核的小
C.v2大于v1
D.v2大于v0
2、2022(全國乙卷·25改編)如圖(a)，一質量為m的物塊A與輕質彈簧連接，靜止在足夠長光滑水平面上；物塊B向A運動，t＝0時與彈簧接觸，到t＝2t0時與彈簧分離，碰撞結束，A、B的v－t圖像如圖(b)所示.已知從t＝0到t＝t0時間內，物塊A運動的距離為0.36v0t0.碰撞過程中彈簧始終處于彈性限度內.求：
(1)碰撞過程中，彈簧彈性勢能的最大值；
(2)碰撞過程中，彈簧壓縮量的最大值.
3、(多選) (2023·山東濟南市模擬)如圖所示，質量為2 kg的四分之一圓弧形滑塊P靜止于水平地面上，其圓弧底端與水平地面相切.在滑塊P右側有一固定的豎直彈性擋板，將一質量為1 kg的小球Q從滑塊頂端正上方距地面1.2 m處由靜止釋放，小球Q恰能沿切線落入滑塊P.小球與擋板的碰撞為彈性碰撞，所有接觸面均光滑，重力加速度取g＝10 m/s2.下列說法正確的是（　　）
A.若滑塊P固定，小球Q能回到高1.2 m處
B.若滑塊P固定，小球Q第一次與擋板碰撞過程擋板對小球的沖量大小為 N·S
C.若滑塊P不固定，小球Q第一次與擋板碰撞前的速度大小為4 m
D.若滑塊P不固定，經過多次碰撞后，滑塊的最終速度大小為3 m/s
4、(2022·河北卷·13)如圖，光滑水平面上有兩個等高的滑板A和B，質量分別為1 kg和2 kg，A右端和B左端分別放置物塊C、D，物塊質量均為1 kg，A和C以相同速度v0＝10 m/s向右運動，B和D以相同速度kv0向左運動，在某時刻發(fā)生碰撞，作用時間極短，碰撞后C與D粘在一起形成一個新物塊，A與B粘在一起形成一個新滑板，物塊與滑板之間的動摩擦因數均為μ＝0.1.重力加速度大小取g＝10 m/s2.
(1)若0(2)若k＝0.5，從碰撞后到新物塊與新滑板相對靜止時，求兩者相對位移的大小.

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