1.5.1 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5节 弹性碰撞和非弹性碰撞 第1章 动量守恒定律 1 1 .碰撞的特点： （1）时间特点：碰撞时间非常短，相对于物体的全过程的时间而言，碰撞时间可以忽略不计。 （2）相互作用力特点：碰撞过程做内力远大于外力，系统所受外力可以忽略不计，系统动量守恒。 （3）位移特点：可以认为碰撞前后物体处于同一位置，位移为0，但是速度可以短时间内改变。 关于碰撞前和碰撞后的含义 碰撞前指的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ，而不是发生碰撞前的某一时刻. 碰撞后指的是 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿， 而不是发生碰撞后的某一时刻. 即将发生碰撞那一时刻 碰撞刚结束那一时刻 新知讲解：一、碰撞 （2）按碰撞前后物体的运动情况是否在一条直线，可分为正碰和斜碰。 2.碰撞的分类： （1）按照能量损失的情况，可分为弹性碰撞（无能量损失）和非弹性碰撞（有能量损失）。 弹性碰撞 非弹性碰撞 新知讲解：一、碰撞 （1）定义:如果系统在碰撞前后动能不变，这类碰撞叫作弹性碰撞。 （2）特点：碰撞后物体的形变完全恢复，碰撞过程中系统机械能守恒。 即：EK1=EK2 滑块碰撞后分开 弹簧使静止滑块分开 钢球、玻璃球碰撞时，机械能损失很小，它们的碰撞可以看作弹性碰撞。 新知讲解：二、弹性碰撞 （3）放慢的碰撞过程 碰撞过程可以看做是光滑水平面上的物体A以速度v向连有一弹簧的静止物体B运动。 刚开始A速度大于B速度，弹簧被压缩； A减速B加速，此过程VA>VB；加速度减小（F弹在增大）； 当AB速度相等时，压缩量最大，弹簧压缩到最短。 刚接触弹簧 弹簧压缩到最短 压缩过程 新知讲解：二、弹性碰撞 恢复过程 从弹簧压缩到最短到恢复原长； A继续减速，B继续加速；加速度减小（F弹在增大）； 到此过程结束时,A的速度有三种情况: (1) A的速度方向改变；(2)A的速度为0；(3)A的速度方向不变 弹簧恢复原长 规律：弹性碰撞中既有发生形变的阶段，又有完全恢复形变的阶段；碰撞前后系统动量守恒，机械能守恒，即碰撞前后两物体动能不变。（发生弹性形变的物体不发生永久性变，不碎裂，不粘在一起，不发生热传递）。 新知讲解：二、弹性碰撞 2.弹性碰撞的实例分析 （1）正碰：碰撞前和碰撞后，物体的运动方向在同一直线上。这种碰撞称为正碰，也叫作对心碰撞或一维碰撞。（重点掌握） 碰撞前 碰撞后 v'1 m1 m2 v'2 v1 m1 m2 v1 m1 m2 v'1 m1 m2 v'2 （2）斜碰（非对心碰撞）：碰撞前后物体的运动方向不在同一直线上,如图所示 碰撞前 碰撞后 v2 新知讲解：二、弹性碰撞 碰撞过程中系统动量守恒： 弹性碰撞中没有机械能损失： 动碰动：若在一光滑水平面上有两个质量分别为m1、m2的刚性小球A和B，以初速度v1、v2运动，若它们能发生碰撞（为一维弹性碰撞），碰撞后它们的速度分别为v’1和v’2分别是多大？ 碰撞前 碰撞后 v'1 m1 m2 v'2 v1 m1 m2 v2 （3）弹性碰撞的规律 碰撞过程中系统动量守恒： 弹性碰撞中没有机械能损失： 变形后 动碰静： 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。 根据动量守恒定律 弹性碰撞机械能守恒 碰撞后两个物体的速度: 新知讲解：二、弹性碰撞 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，同向运动) (3)当m1＜m2时，v1′＜0，v2′＞0(小碰大，要反弹，反向运动) (4)当m1≫m2时，v1′＝v0，v2′＝2v1 (极大碰极小，大不变，小加倍，同向运动) (5)当m1≪m2时，v1′＝－v1，v2′＝0 (极小碰极大，小等速率反弹，大不变，速度反向) 非弹性碰撞 （1）定义:如果系统的总动量守恒，但是在碰撞后动能减少，这类碰撞叫作非弹性碰撞。 （2）特点：碰撞后不能完全恢复形变，碰撞过程中系统机械能减少。即：EK1>EK2 碰撞过程中系统动量守恒： 碰撞中动能减少，有机械能损失，损失的动能转化为内能： 新知讲解：三、非弹性碰撞 2.完全非弹性碰撞（属于非弹性碰撞） 特点：碰撞后两物体合为一起或者具有相同速度运动，碰撞后物体的形变完全不能恢复，系统总动量守恒，但是机械能损失最大,即：ΔEKmax（子弹射入木块并停留在木块中，列车车厢的连接）。 碰后粘在一起运动 碰撞过程中系统动量守恒： 碰撞中动能减少，有机械能损失，损失的动能转化为内能： 新知讲解：三、弹性碰撞 1.（多选）两个小球在光滑水平面上沿同一