1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞-课件-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修一

动量守恒定律 第5节 弹性碰撞和非弹性碰撞 1 CONTENTS 01 碰撞的分类 02 弹性碰撞 03 碰撞三原则 04 典型例题 目录 2 碰 撞 陨石撞地球 球拍打网球 汽车的碰撞 微观的原子 01 碰撞的分类 按照机械能是否守恒、碰撞前后速度是否共线可以进行分类 动量守恒定律 4 v1 m1 m2 一 按碰撞前后能量变化分类 1.弹性碰撞：动量守恒，机械能守恒 2.非弹性碰撞：动量守恒，机械能不守恒 3.完全非弹性碰撞：动量守恒，机械能损失最大 弹 性 碰 撞 弹 性 碰 撞 完全非弹性碰撞 二 按碰撞前后轨迹分类 1.对心碰撞：碰撞前后速度都沿同一条直线 2.非对心碰撞：碰撞前后速度不沿同一条直线 v'1 m1 m2 v'2 v1 m1 m2 v1 m1 m2 v'1 m1 m2 v'2 02 弹性碰撞 动量守恒定律 用方程表达弹性碰撞的规律，并对最终结果进行实际分析 8 v1 m1 m2 弹性碰撞的规律 碰前：m1速度v1，m2静止 碰后：m1速度v'1，m2速度v'2 动量守恒： 机械能守恒： 解得： 1.若m1=m2时 2.若m1>>m2时 3.若m1<<m2时 03 碰撞三原则 动量守恒定律 系统动量要守恒；机械能不增加；速度要合理 11 v1 m1 m2 动量守恒定律： 机械能不增加： v2 v1′ m1 m2 v2′ 速度符合实际： 碰撞三原则 【例题】质量为M的物块以速度v运动，与质量为m的静止物块发生正碰，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量之比M : m不可能为（　　） A．2 B．2.5 C．3 D．3.5 学以致用 解：假设碰后二者的动量都为 p： ① 动量守恒定律：碰撞过程中系统的总动量为2p. ② 机械能不增加： ③ 速度符合实际： D 04 典型例题 动量守恒定律 结合课后习题及变式训练巩固本节课所学的知识 14 在气垫导轨上，一个质量为400g的滑块以15cm/s的速度与另一个质量为200g，速度为10cm/s并沿反方向运动的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块粘在一起。 (1)求碰撞后滑块速度的大小和方向. (2)这次碰撞，两滑块共损失了多少机械能？ 课堂练习1 解：(1)以400g的滑块的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律 (2)损失的机械能： 速度为10m/s的塑料球与静止的钢球发生正碰，钢球的质量是塑料球的4倍，碰撞是弹性的，求碰撞后两个小球的速度. 课堂练习2 解：由于是弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒得 塑料球： 钢球： 与塑料球初速度方向相反 与塑料球初速度方向相同 有些核反应堆里要让中子与原子核正碰，以便把中子的速率降下来.为此应该选用质量较大的还是质量较小的原子核？为什么？ 课堂练习3 解：将上述碰撞视为弹性碰撞，设中子：质量m1，碰前v，方向为正,碰后速度v´；原子核：质量m2，碰前静止 中子质量一般小于原子核的质量，因此： m2越小，v ´越小，故选择质量较小的原子核来降低中子的速度。核电站常用石墨或重水作为中子减速剂。 一种未知粒子跟静止的氢原子核正碰，测出碰撞后氢原子核的速度是3.3×107m/s.该未知粒子跟静止的氮原子核正碰时，测出碰撞后氮原子核的速度是4.4×106m/s.已知氢原子核的质量是mH，氮原子核的质量是14mH，上述碰撞都是弹性碰撞，求未知粒子的质量.中子的质量与氢原子核的质量mH有什么关系. 课堂练习4 【查德威克发现中子实验】 碰后氮原子核的速度为： 解：设未知粒子质量m，速度v，它与氢和氮原子核碰撞都是弹性的，碰后氢原子核的速度为： 两式联立，解得未知粒子的质量为mH 质量为m、速度为v的A球跟质量为3m的静止B球发生正碰.碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B球的速度可能有不同的值.请你论证：碰后B球的速度可能是以下值吗？ (1) 0.6v； (2) 0.4v； 课堂练习5 解：若A、B弹性碰撞，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得B获得的最大速度为: 若A、B完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律，B获得的最小速度为: 思维导图 20 再见 21 $