新课标鲁科版3-5选修三13科学探究——维弹性碰撞2

新课标鲁科版3-5选修三13科学探究——维弹性碰撞2内容摘要：

答案为 A 展示内容如下： 如图所示，质量为 m的小球被长为 L的轻绳拴住，轻绳的一端固定在 O点，将小球拉到绳子拉直并与水平面成θ角的位置上，将小球由静止释放，则小球经过最低点时的即时速度是多大。 组织学生认真读题，并给三分钟思 考时间。 （ 1）提问学生解 答方法： 可能出现的错误有：认为轻绳的拉力不做功，因此过程中机械能守 恒 ， 以 最 低 点 为 重 力 势 能 的 零 点 ， 则 ： 221)sin1( mvm gL   得)sin1(2  gLv （ 2）引导学生分 析物理过程 第一阶段，小球做自由落体运动，直到轻绳位于水平面以下，与水平面成θ角的位置处为止．在这一阶段，小球只受重力作用，机械能守恒成立。 下一阶段，轻绳绷直，拉住小球做竖直面上的圆周运动，直到小球来到最低点，在此过程中，轻绳拉力不做功，机械能守恒成立。 提问： 在第一阶段终止的时刻，小球的瞬时速度是什么方向。 在下一阶段初始的时刻，小球的瞬时速度是什么方向。 在学生找到这两个速度方向的不同后，要求学生解释其原因，总结归 纳学生的解释，明确以下观点： 在第一阶段终止时刻，小球的速度竖直 向下，既有沿下一步圆周运动轨道切线方向（即与轻绳相垂直的方向）的分量，又有沿轨道半径方向（即沿轻绳方向）的分量．在轻绳绷直的一瞬间，轻绳给小球一个很大的冲量，使小球沿绳方向的动量减小到零，此过程很类似于悬挂轻绳的物体（例如天花板）与小球在沿绳的方向上发生了完全非弹性碰撞，由于天花板的质量无限大（相对小球），因此碰后共同速度趋向于零．在这个过程中，小球沿绳方向分速度所对应的一份动能全部损失了．因此，整个运动过程按机械能守恒来处理就是错误的． （ 3）要求学生重新写出正确的方程组 221sin2 mvmgL  cos// vv  22// 21)s in1(21 vmm gLv   解得： )1s in2( s in2 3  gLv 小结： 很多实际问题都可以类比为碰撞，建立合理的碰撞模型可以很简洁直观地解决问题，下面继续看例题。 展示内容如下： 如图所示，质量分别为 mA和 mB的滑块之间用轻质弹簧相连，水平地面光滑， mA、 mB原来静止，在瞬间给 mB一很大的冲量，使 mB获得初速度 v0，则在以后的运动中，弹簧的最大势能是多少。 （ 1） mA、 mB 与弹簧所构成的系统在下一步运动过程中能否类比为一个 mA、 mB 发生碰撞的模型。 （因系统水平方向动量守恒，所以可类比为碰撞模型） （ 2）当弹性势能最大时， 系统相当于发生了什么样的碰撞。 （势能最大，动。