1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞 课件 -2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第一章 第五节 弹性碰撞和非弹性碰撞 复习回顾 Q1:动量守恒定律的内容及表达式是什么？ 如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。这就是动量守恒定律。 Q2:动量守恒定律成立的条件是什么？ ①系统不受外力或合外力为零 ②系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力 ③在某方向上合力为零，在这个方向上动量守恒 一、碰撞 碰撞指的是两个物体在很短的时间内发生相互作用 关于碰撞前和碰撞后的含义 碰撞前指的是即将发生碰撞那一时刻，而不是发生碰撞前的某一时刻. 碰撞后指的是碰撞刚结束的那一时刻，而不是发生碰撞后的某一时刻. 1.碰撞过程的特点： ①时间特点：在碰撞过程中，相互作用时间很短 ②作用力特点：在碰撞过程中，相互作用力即内力先急剧增大，后急剧减小，平均作用力很大，远大于外力； ③位移特点：由于碰撞是在瞬间完成的，故可以认为碰撞前后，物体仍在原来的位置，即位移不变。 2.碰撞规律： 遵循动量守恒定律 3.碰撞分类（能量角度）： ③完全非弹性碰撞：动量守恒，机械能损失最大 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 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，即正碰 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 二、具体碰撞模型 1.“一动一静”的弹性碰撞：物体以速度与原来静止的物体发生弹性碰撞，碰撞后它们的速度分别为和。用、、表示和的公式。 v0 静止 m1 m2 v2 m2 v1 m1 动量守恒 机械能守恒 碰撞后两个物体的速度: 讨论分析： ①当时，，(质量相等，速度交换) ②当时，，，且(大碰小，一起跑) ③当时，，(小碰大，要反弹) ④当时，，(极大碰极小，大不变，小加倍) ⑤当时，，(极小碰极大，小等速率反弹，大不变) 结论（特点）： 动量守恒、机械能守恒、不发生二次碰撞 例1：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 1．如图所示，在光滑水平面上，静止着一个质量为m1的小球A，另一相同大小、质量为m2的小球B，以速度v与A发生弹性正碰，若碰后A、B两球的速度大小之比为3：1，则两球质量关系正确的是（　　） A．2m1=m2 B．3m1=5m2 C．5m1 = 3m2 D．3m1=m2 BD 2. “一动一静”的完全非弹性碰撞 两个物体的质量分别是、,碰撞前一个物体静止,另一个以速度向它撞去。碰撞以后两个物体粘在一起,,以速度继续前进。 v0 静止 m1 m2 v 动量守恒 功能关系 损失的动能 结论（特点）： 动量守恒、机械能不增加、不发生二次碰撞 三、碰撞三原则 v1 m1 m2 v2 v1′ m1 m2 v2′ 分析碰撞问题时的关键点 ①动量守恒 ②系统动能不增加 ③碰撞前后物体运动情况符合实际，即不发生二次碰撞 例2：质量相等的 A、B 两球在光滑水平桌面上沿同一直线、同一方向运动，A 球的动量是 7 kg·m/s，B 球的动量是 5 kg·m/s， A 球追上 B 球发生碰撞，碰撞后两球的动量可能值是（ 　 ） A. pAʹ = 6 kg·m/s， pB' = 6 kg·m/s B. pAʹ = 3 kg·m/s， pB' = 9 kg·m/s C. pAʹ =2 kg·m/s， pB' = 14 kg·m/s D. pAʹ = 4 kg·m/s，pB' = 16 kg·m/s A 3.两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA＝1 kg，mB＝2 kg，vA＝6 m/s，vB＝2 m/s，当球A追上B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是(取两球碰撞前的运动方向为正)( 　　) A．vA′＝5 m/s，vB′＝2.5 m/s B．vA′＝2 m/s，vB′＝4 m/s C．vA′＝－4 m/s，vB′＝7 m/s D．vA′＝7 m/s，vB′＝ 1.5 m/s A B B 2．如图所示，五个等大的小球B、C、D、E、F，沿一条直线静放在光滑水平面上，另一等大小球A沿该直线以速度v向B球运动，小球间若发生碰撞均为弹性碰撞。若B、C、D、E四个球质量相等，且比A、F两球质量均要大些，则所有碰撞结束后，还在运动的小球个数为（　　） A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 C 4．质量分别为m1和m2的两个物块在光滑的水平面上发生正碰，碰撞时间极短，其x-t图像如图所示，则下列判断正确的是（　　） A．两物块的质量之比m1：m2=1：3 B．两物块的质量之比m1：m2=1：2 C．两物块碰撞后粘在一起 D．此碰撞一定为弹性碰撞