1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞（教学课件）【教学无忧】2022-2023学年高二物理同步精品备课（人教版2019选择性必修第一册）

1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞 人教版（2019）普通高中物理选择性必修第一册同步教学课件 第一章 动量守恒定律 目录 1 弹性碰撞和非弹性碰撞 2 弹性碰撞的实例分析 新课引入 学习任务一：弹性碰撞和非弹性碰撞 1．碰撞的定义和特点 (1)定义：碰撞是指两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非常大的相互作用。 (2)特点：物体组成的系统所受外力远小于内力，且相互作用时间极短，故系统在碰撞过程中动量守恒 ． 课堂合作探究 学习任务一：弹性碰撞和非弹性碰撞 如图，滑轨上有两辆安装了弹性碰撞架的小车，它们发生碰撞后改变了运动状态。测量两辆小车的质量以及它们碰撞前后的速度，研究碰撞前后总动能的变化情况。 课堂合作探究 学习任务一：弹性碰撞和非弹性碰撞 观察视频，记录数据，试分析碰撞前后总动能的变化情况？ 根据实验数据可知，两滑块碰撞前后速度交换，因两滑块质量大小相等，所以系统碰撞前后总动能相等。 问题 课堂合作探究 学习任务一：弹性碰撞和非弹性碰撞 2.弹性碰撞的规律： (1)特点：碰撞过程中机械能守恒的碰撞。 (2)规律： 动量守恒 机械能守恒 课堂合作探究 学习任务一：弹性碰撞和非弹性碰撞 问题2:光滑水平面上，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。 v 静止 m m v’ 2m 由动量守恒定律： 碰撞前系统总动能： 碰撞后系统总动能： 碰撞过程有机械能损失 课堂合作探究 学习任务一：弹性碰撞和非弹性碰撞 3.完全非弹性碰撞： (1)特点：碰撞过程中机械能损失最大。 (2)规律： 动量守恒 机械能不守恒 碰撞后两物粘合在一起，以共同速度运动。 课堂合作探究 学习任务一：弹性碰撞和非弹性碰撞 4.非弹性碰撞： (2)规律： (1)特点：碰撞过程中有机械能损失。 动量守恒 机械能不守恒 或 课堂合作探究 学习任务一：弹性碰撞和非弹性碰撞 5.碰撞三原则 （1）系统动量守恒原则：碰撞前后系统的总动量守恒. （2）动能不增加原则：碰撞后系统的总动能小于或等于碰撞前系统的总动能，即系统的总动能不增加. （3）物理情景可行性原则：若碰后两物体同向运动，则碰撞后后面物体的速度一定小于或等于前面物体的速度（否则碰撞没有结束，还要发生碰撞）. 课堂合作探究 学习任务二：弹性碰撞的实例分析 1．正碰： 两个小球相碰，碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在 同一条直线上，碰撞之后两球的速度仍会沿着这条直线。这种碰撞称为正碰，也叫作对心碰撞或一维碰撞。如图所示。 课堂合作探究 学习任务二：弹性碰撞的实例分析 2．弹性正碰特点 假设物体m1以速度 v1与原来静止的物体m2碰撞，碰撞后它们的速度分别为 和 。我们的任务是得出用m1、 m2、 1 表达 和 的表达式。 v` v1` v2` v2` v2` v v1 v2 = 0 地面光滑 m1 m2 课堂合作探究 学习任务二：弹性碰撞的实例分析 结论： (1)当m1＝m2时，v1′＝0，v2′＝v1(质量相等，速度交换) (2)当m1＞m2时，v1′＞0，v2′＞0，且v2′＞v1′(大碰小，一起跑) (3)当m1＜m2时，v1′＜0，v2′＞0(小碰大，要反弹) (4)当m1≫m2时，v1′＝v0，v2′＝2v1(极大碰极小，大不变，小加倍) (5)当m1≪m2时，v1′＝－v1，v2′＝0(极小碰极大，小等速率反弹，大不变) 弹性碰撞 课堂合作探究 学习任务二：弹性碰撞的实例分析 3．碰撞问题的应用 问题1：弹簧处于最长(最短)状态时，两物体速度相等，弹性势能最大： 动量守恒： 最大弹性势能： 问题2.弹簧处于原长时，弹性势能为零，动能守恒： 动量守恒： 动能守恒： （1）弹簧-滑块模型 课堂合作探究 学习任务二：弹性碰撞的实例分析 3．碰撞问题的应用 （2）板块模型 M m v0 x S f f v 根据牛顿第二定律 课堂合作探究 学习任务二：弹性碰撞的实例分析 结论:机械能的减少量等于摩擦力与相对位移的积 M m v0 x S f f v 3．碰撞问题的应用 （2）板块模型 课堂合作探究 学习任务二：弹性碰撞的实例分析 3．碰撞问题的应用 （3）滑块—圆弧槽（斜面）模型 模型图 模型特点 最高点：m与M有共同的水平速度，且m不可能从此处离开轨道，系统水平方向动量守恒，系统机械能守恒。 m与M分离点，水平方向上动量守恒，系统机械能守恒 v0 m 课堂合作探究 1．物理观念：碰撞的分类：弹性碰撞、非弹性碰撞． 2．科学思