1.5 弹性碰撞与非弹性碰撞（课件）-2020-2021学年高中物理精品备课(2019人教版选择性必修一)

新人教版 选择性必修一 第一章 动量守恒定律 第5节 弹性碰撞与非弹性碰撞 新教材 新高考 新教材 新高考 问题引入： 碰撞是自然界中常见的现象。陨石撞击地球而对地表产生破坏，网球受球拍撞击而改变运动状态……物体碰撞中动量的变化情况，前面已进行了研究。那么，在各种碰撞中能量又是如何变化的？ 新教材 新高考 一.碰撞 1.概念：物体之间在极短时间内的相互作用。 2.碰撞的特点： （1）作用时间极短 （2）内力远大于外力 （3）几乎在原位置进行 动量守恒 新教材 新高考 说明:碰撞指的是物体间相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力很大的现象，这一过程动量守恒。 这个碰撞过程中没有能量损失，碰撞过程能量守恒。 一个钢球与另一个静止的钢球相碰，两个钢球的质量相等。 问题1：观察、 思考碰撞的过程有什么规律？ 第一个钢球停止运动， 第二个钢球能摆到同样的高度。 现象 新教材 新高考 3.碰撞过程分析: V FM FM V0 F F V0 结论:（1）作用力F先变大后变小;（2）两球距离先减小后增大（3）动量守恒;系统减小的动能先转化为势能，势能又转化为动能. A小球初速度为V0,B小球静止,且m A>mB .在光滑水平面上发生正碰. （1）两球间作用力如何变化？ （2）两球运动状态如何变化？ （3）什么时候两球相距最近?系统动能和弹性势能分别有什么特点？ （4）当弹簧恢复原长时，系统动能和弹性势能分别有什么特点？ V0 F 新教材 新高考 4.碰撞的种类: V‘ F F V FM FM V0 （3）弹性碰撞:P=P΄ EK= E΄K ，两球恢复原状。 （2）非弹性碰撞 : P=P΄ EK> E΄K， 两球不能恢复原状 （1）完全非弹性碰撞:VA=VB ΔEK最大，两球相距最近， 新教材 新高考 实验过程分析： 新教材 新高考 两个物体的质量都是m，碰撞以前一个物体静止，另一个以速度v向它撞去。碰撞以后两个物体粘在一起，成为一个质量为2m的物体，以速度v’继续前进。这个碰撞过程中能量守恒吗？ 理论探究 v 静止 m m v’ 2m 根据动量守恒定律 碰撞后的共同速度 碰撞前的总动能 碰撞后的总动能 不守恒 新教材 新高考 新教材 新高考 v 静止 m m v’ 2m 非弹性碰撞 (inelastic collision) 如果系统在碰撞后动能减少，这类碰撞叫作非弹性碰撞 完全非弹性碰撞 碰撞的特点是碰后粘在—起(或碰后具有共同的速度)，其动能损失最大。 ——是非弹性碰撞的特例 新教材 新高考 新教材 新高考 例1.冰球运动员甲的质量为80.0kg。当他以5.0 m/s的速度向前运动时，与另一质量为100 kg、速度为3.0 m/s的迎面而来的运动员乙相撞。碰撞后甲恰好静止。假设碰撞时间极短，求： (1)碰撞后乙的速度的大小； (2)碰撞中总机械能的损失。 1.0 m/s 1400J 属于非弹性碰撞和完全非弹性碰撞 思考：如果碰撞后两球粘连在一起，则各球速度又是多少？动能的损失又是多少？一，两次分别属于什么碰撞？ 新教材 新高考 弹性碰撞 (elastic collision) 如果系统在碰撞前后动能不变，这类碰撞叫作弹性碰撞。 通常情况下的钢球、玻璃球等坚硬物体之间的碰撞及分子、原子等之间的碰撞皆可视为弹性碰撞。 新教材 新高考 例2.如图，在光滑水平面上，两个物体的质量都是m，碰撞前一个物体静止，另一个以速度v 向它撞去。碰撞后两个物体粘在一起，成为一个质量为2m 的物体，以一定速度继续前进。碰撞后该系统的总动能是否会有损失？ 新教材 新高考 新教材 新高考 一维弹性碰撞的碰后速度的确定 v1 v1/ m1 v2/ m2 m1 m2 二.弹性碰撞的实例分析： 新教材 新高考 B 例3．在光滑的水平面上有A、B两球，其质量分别为mA、mB，两球在t0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球在碰撞前后的速度—时间图象如图所示，下列关系式正确的是（ ） A．mA>mB　　　 B．mA<mB C．mA＝mB D．无法判断 拓展： 画出mA＝mB；mA>mB这两种情况下A、B的v-t图象 理解记忆 新教材 新高考 弹性碰撞（机械能守恒）——“一动一静模型” ①若 m1 = m2，则 等质量物体弹性碰撞速度交换（如打台球） ②若 m1 >m2 , 则 大撞小，同向跑(如运动钢球碰静止玻璃球