1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞（同步课件） - 2023-2024学年高二物理同步精品课堂（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 《 2019人教版高中物理选择性必修1》同步课件 授课教师： 教学目的 1.了解弹性碰撞和非弹性碰撞，能够区分弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。 2.会分析具体实例中的碰撞特点及类型 3.会用动量、能量的观点解决生产生活中与一维碰撞相关的实际问题。 学习任务 1.通过学习理解弹性碰撞、非弹性碰撞，了解正喷（对心碰撞）。 2.通过实例分析，会应用动量、能量的观点解决一维碰撞问题。 问题 碰撞过程中能量是如何变化？ 实验：探究小车碰撞前后动能的变化 碰撞的特点 (1)时间特点： (2)相互作用力特点： 很短 很大 (3)运动状态变化特点： 很大 碰撞过程瞬间发生，相互作用力极大，内力远大于外力，所以碰撞过程动量守恒。 碰撞过程的分析 接触阶段：两球对心接近运动 形变产生：两球相互挤压，最后速度相同。 形变恢复：在弹性力作用下两球速度逐渐不同而分开运动。 分离阶段：两球分离，各自以不同的速度运动 碰撞的分类：从碰撞速度的方向分类 1、正碰（对心碰撞、一维碰撞）：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。 2、非对心碰撞，也叫斜碰：两球在碰撞前的相对速度不沿两球球心连线的碰撞。 斜碰 碰撞的分类：从能量变化方面分类 1、弹性碰撞： 碰撞后物体的形变完全恢复，碰撞后系统没有机械能损失，碰撞过程中系统机械能守恒． 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 什么原理？ 弹性碰撞的分析 设置物理情景：物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生正碰。碰撞后的速度分别为v1’和v2’ m2 m1 v1 m1 v1’ m2 v2’ 解：碰撞过程中动量守恒， 弹性碰撞中没有动能损失， 由此解得 议一议：速度与质量有什么关系？ 弹性碰撞的分析 尝试解释下原因？ 情形一： 弹性碰撞：等质量相碰 弹性碰撞的分析 情形二： 弹性碰撞：大碰小 弹性碰撞的分析 情形三： 弹性碰撞：小碰大 小试牛刀 如图所示，光滑水平面上静止着一质量为m2的刚性小球，小球与水平轻质弹簧相连，另有一质量为m1的刚性小球以速度v0向右运动，并与弹簧发生相互作用，两球半径相同，求： (1)弹簧弹性势能的最大值； (2)弹簧第一次恢复原长时，m1、m2两球的速度大小． 碰撞的分类：从能量变化方面分类 2、非弹性碰撞： 碰撞后物体的形变只有部分恢复，系统有部分机械能损失 橡皮泥球之间的碰撞是非弹性碰撞 3、完全非弹性碰撞：碰撞后两物体一起以同一速度运动．碰撞后物体的形变完全不能恢复，系统机械能损失最大． 碰撞的分类：从能量变化方面分类 2、非弹性碰撞： 碰撞后物体的形变只有部分恢复，系统有部分机械能损失 3、完全非弹性碰撞：碰撞后两物体一起以同一速度运动．碰撞后物体的形变完全不能恢复，系统机械能损失最大． 完全非弹性碰撞 典型例题 如图，在光滑水平面上，两个物体的质量都是m，碰撞前一个物体静止，另一个以速度v向它撞去。碰撞后两个物体粘在一起，成为一个质量为2m的物体，以一定速度继续前进。碰撞后该系统的总动能是否会有损失？ v m m v’ 2m 解：根据动量守恒定律， 则， 碰撞前的总动能， 碰撞后的总动能， 可见，碰撞后系统的总动能小于碰撞前系统的总动能。 课堂小结 1、碰撞的分类：从碰撞速度的方向分类 对心碰撞，也叫正碰. 非对心碰撞，也叫斜碰. 2、碰撞的分类：从能量变化方面分类 弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒； 非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒； 例如：钢球、玻璃球的碰撞 动能 动能 弹性势能 动能 动能 弹性势能 内能 例如：木球、橡皮泥球的碰撞 完全非弹性碰撞：非弹性碰撞的特例,碰后两物体粘在一起运动,机械能损失最大. 小试牛刀 如图所示，光滑水平面上有半径相同的A、B两个小球，小球 A的质量为3kg，小球B的质量为2kg。小球A以4m/s的速度向右运动，与静止不动的小球B发生对心碰撞，则碰撞后( ) A. 小球A的速度方向可能与碰撞前相反 B. 小球A的速率最小值可能为2.4m/s C. 小球B的速率最大值可能为4.8m/s D. 小球B的速率最小值可能为4.8m/s C 小试牛刀 质量分别为m1、m2的两个物体在光滑水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移−时间图像(x−t)如图所示，由此可以判断( ) A.m1>m2 B.m1=m2 C. 碰撞为弹性碰撞 D. 碰撞为非弹性碰撞 C 小试牛刀 如图所示，光滑水平面上静止着一质量为m2的刚性小球，小球与水平轻质弹簧相连，另有一质量为m1的刚性小球以速度v0向右运动，并与弹簧发