1.4 弹性碰撞与非弹性碰撞 课件 -2022-2023学年高二上学期物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

第一章动量及其守恒定律 第4节 弹性碰撞与非弹性碰撞 鲁科版选择性必修1 福清华侨中学物理组：何细梅 演 示 实 验 碰撞球： 2 思考与讨论： 2.实验时，为什么将球叠放在一起，最上面的球就能被弹到很高的位置？ 1.小球被弹的很高，说明小球具有的能量大小如何？ 新课引入 为了解释这样一个问题，那么这节课我们将从能量的角度来继续研究碰撞前后系统总动能的变化情况。 实验探究碰撞前后动能的变化 任务一 实验探究碰撞前后动能的变化 任务一 次数 m1/kg m2/kg v1 /(m.s-1 ) v2 /(m.s-1 ) m1v12/J (m1+m2)v12/J 1 0.17 0.17 1.873 0.930 0.298 0.147 2 0.22 0.17 2.933 1.594 0.946 0.496 3 0.27 0.17 2.457 1.423 0.815 0.446 问题： 在各种碰撞中，是否存在碰撞前后系统总动能不变的情况？ 4 实验探究碰撞前后动能的变化 任务一 思考下列问题并设计实验方案 1.仔细观察该实验的碰撞装置及碰撞过程，想一想，总动能减少的原因是什么？ 2.如何改进实验装置，来减少碰撞中总动能的损失？ 实验1 实验2 实验3 弹性碰撞架 橡皮泥 面团 5 实验探究碰撞前后动能的变化 任务一 6 实验探究碰撞前后动能的变化 任务一 实验1 实验2 实验3 碰前 碰中 碰后 7 win10 (w) - 实验探究碰撞前后动能的变化 任务一 实验结论：碰撞中动能损失的多少与物体的形变恢复程度有关，形变恢复的越多，动能损失的越少。 实验1 实验2 实验3 碰前 碰中 碰后 8 建立弹性碰撞与非弹性碰撞的概念 任务二 如果系统在碰撞前后动能不变，这类碰撞叫做弹性碰撞。 如果系统在碰撞后动能减少，这类碰撞叫做非弹性碰撞。 说明：非弹性碰撞中，如果碰撞后物体完全不反弹而粘在一起，系统的动能损失最大，这种碰撞称为完全非弹性碰撞。 思考：非弹性碰撞中系统损失的动能到哪里去了？ 弹性碰撞 非弹性碰撞 完全非弹性碰撞 9 建立弹性碰撞与非弹性碰撞的概念 任务二 【例题】设实验1中粘有面团的两个滑块质量都是m，打开气泵后，让一个滑块以速度v碰撞另一个静止的滑块。碰撞后两个滑块粘在一起，以一定速度继续前进。请计算碰撞后该系统总动能损失了多少？ v 静止 10 活 动 体 验 活动1：在桌面 / 地面上，将一钢球沿某一方向弹出，碰撞另 一相同的静止钢球。要求：碰后静球沿同一方向运动。 两个小球相碰，碰撞之前球的运动速度与两球球心的连线在同一直线上，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。 11 活 动 体 验 活动2：在轨道上，用不同的球进行一维碰撞（动碰静），请 仔细观察两球碰撞后瞬间的运动情况。 玻璃球撞玻璃球 钢球撞玻璃球 玻璃球撞钢球 12 弹性碰撞的实例分析 任务三 探究：在弹性碰撞中，由于物体质量不同，碰撞后物体的速度将 有哪些特点？ 【创设情境】物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性碰撞，碰撞后它们的速度分别为v1’ 和v2’ 。用m1、m2、v1表示v1’ 和v2’ 的公式。 13 动量守恒 动能守恒 m1 m2 m1 m2 v1 v1' v2' 变形得： 变形得： 弹性碰撞的实例分析 任务三 14 m1 m2 m1 m2 v1 v1' v2' 变形得： 变形得： ① ② ②除以①式得： 带入①式得： 解得： 弹性碰撞的实例分析 任务三 15 思考：你能否利用表达式解释活动2中的实验现象？ 玻璃球撞玻璃球：动球静止静球被撞出 (1)当m1＝m2时，则v1′＝0，v2′＝v1 (2)当m1＞m2时，则v1′＞0，v2′＞0 (3)当m1＜m2时，则v1′＜0，v2′＞0 钢球撞玻璃球：两球同向运动 玻璃球撞钢球：玻璃球反弹 弹性碰撞的实例分析 任务三 16 思考：你能否利用表达式解释活动2中的实验现象？ 玻璃球撞玻璃球：动球静止静球被撞出 (1)当m1＝m2时，则v1′＝0，v2′＝v1 (2)当m1＞m2时，则v1′＞0，v2′＞0 (3)当m1＜m2时，则v1′＜0，v2′＞0 钢球撞玻璃球：两球同向运动 玻璃球撞钢球：玻璃球反弹 弹性碰撞的实例分析 任务三 17 思考：你能否利用表达式解释活动2中的实验现象？ 玻璃球撞玻璃球：动球静止静球被撞出 钢球撞玻璃球：两球同向运动 玻璃球撞钢球：玻璃球反弹 (1)当m1＝m2时，则v1′＝0，v2′＝v1 (2)当m1＞m2时，则v1′＞0，v2′＞0 (3)当m1＜m2时，则v1′＜0，v2′＞0