1.5-1弹性碰撞和非弹性碰撞-2023-2024学年高二物理同步课件（人教版2019选择性必修第一册）

1.5弹性碰撞和非弹性碰撞 第一章 动量守恒定律 第1课时 亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 1 超弹性碰撞球实验---”伽利略大炮“ 新课引入 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问题。 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。 A B C 地面光滑，A、B共速与C碰撞 碰撞之前 碰撞之后 ①正碰（对心碰撞）： ②斜碰（非对心碰撞） 碰撞前后速度方向与两球心连线在同一条直线上也称一维碰撞 碰撞前后速度方向与两球心连线不在同一条直线上也称作二维碰撞 碰撞之前 碰撞之后 （1） 按碰撞前后速度方向的关系分类 一、碰撞分类 【注意】本章范围内，未作特别说明时的碰撞都为正碰。 新课讲授 1.实验演示： 实验：探究不同碰撞前后的物体的能量变化情况 一、碰撞分类 新课讲授 2.数据处理（环节一：质量不同装有弹性碰撞架的滑块发生碰撞后分开） 质量m（g） 速度v(cm/s) 次数 A滑块m1 B滑块m2 A碰前v1 B碰前v2 A碰后v'1 B碰后v'2 1 275.5 175.5 56.0 0 12.8 67.3 2 74.7 0 16.5 89.2 3 92.0 0 22.7 108.3 2.数据处理（环节一：质量不同装有弹性碰撞架的滑块发生碰撞后分开） 总动能 次数 碰前 碰后 1 0.043 0.002+0.040=0.042 2 0.077 0.005+0.071=0.076 3 0.116 0.007+0.103=0.110 实验结论：在误差允许范围内，碰撞后，系统动能不变 新课讲授 2.数据处理（环节二：质量不同且贴有胶布的滑块发生碰撞后不分开） 质量m 速度v 次数 A滑块m1 B滑块m2 A碰前v1 B碰前v2 A碰后v'1 B碰后v'2 1 270.0 168.0 79.0 0 45.8 45.8 2 89.0 0 54.1 54.1 3 142.4 0 87.4 87.4 新课讲授 2.数据处理（环节二：质量不同且贴有胶布的滑块发生碰撞后不分开） 总动能 次数 碰前 碰后 1 0.084 0.028+0.018=0.046 2 0.107 0.040+0.025=0.065 3 0.273 0.103+0.064=0.167 实验结论：碰撞后，系统动能减少 新课讲授 3.实验结论： （1）环节一：两个滑块组成的系统在碰撞前后动能不变，这类碰撞叫弹性碰撞； （2）环节二：两个滑块组成的系统在碰撞后动能减少，这类碰撞叫非弹性碰撞。 碰撞的形变恢复情况模拟视频1 碰撞的形变恢复情况模拟视频2 碰撞的形变恢复情况模拟视频3 ①弹性碰撞 ②非弹性碰撞 ③完全非弹性碰撞 （2）按能量损失情况分类 碰后两物体分开，形变量能完全恢复，碰撞前后系统总动能几乎不变的碰撞 碰后两物体分开，形变量不能完全恢复，碰撞前后系统总动能有明显减少的碰撞 碰后两物体不分开，形变量完全不能恢复，碰撞前后系统总动能损失最多的碰撞 二、弹性碰撞和非弹性碰撞 新课讲授 1.弹性碰撞： （1）特点：①系统动量守恒；②机械能守恒 （2）规律： 解得1 ①动量守恒： ②机械能守恒： 解得2 思考与讨论： 通过对非弹性碰撞和弹性碰撞规律的探讨，你是否可以利用你所学到的知识解释一下课前我们所演示的实验现象，为什么三球叠放时最上面的小球会弹的更高？ 【例题1】如图所示，两质量分别为m和3m的弹性小球叠放在一起，从高度为h处自由下落，且h远大于两球半径，所有碰撞都是弹性碰撞，且都发生在竖直方向，则m质量的小球反弹后能够达到的高度为 ( ) A. h B. 2h C. 3h