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

第一章 动量守恒定律 5、弹性碰撞和非弹性碰撞 CONTENTS 01 02 03 04 目标 弹性碰撞实例 碰撞三原则 非弹性碰撞 弹性碰撞 2 碰 撞 　　碰撞是自然界常见的现象。陨石撞击地球而对地表产生破坏，网球受球拍撞击而改变运动状态…… 　　物体碰撞中动量的变化情况，前面已进行了研究。那么，在各种碰撞中能量又是如何变化的？ 思考：碰撞中动量是否守恒？为什么？ 碰撞指的是两个物体在＿＿＿＿＿内发生相互作用，由于相互碰撞的物体组成的系统，外力通常远小于内力，可以忽略不计，系统在碰撞过程中＿＿＿＿＿ 很短的时间 动量守恒 自然界中有些碰撞碰后分开，有些碰撞碰后粘在一起；有些碰撞沿一条直线，有些碰不在一条直线上； 有些碰撞过程可能机械能守恒，有些过程机械能可能不守恒……那么，在各种碰撞中机械能到底如何变化的呢？ v1 m1 m2 1.弹性碰撞： (1)定义：碰撞过程中机械能守恒的碰撞 例如钢球、玻璃球的碰撞 （3）规律： 动量守恒 机械能守恒 一、弹性碰撞和非弹性碰撞 （2）特点：碰撞时物体的形变是弹性形变，系统动量守恒，动能守恒。 2.非弹性碰撞： (1)定义：碰撞过程中机械能不守恒的碰撞 例如木制品、橡皮泥球的碰撞 （3）规律： 动量守恒 机械能有损失 （2）特点：碰撞时物体的形变是非弹性形变，系统动量守恒，动能有损失。 总结：只要是碰撞，动量一定守恒，动能不会增加 (1)定义：碰撞后两物体合为一体或者具有共同速度，这种碰撞动能损失最大，称为完全非弹性碰撞。 动量守恒 机械能损失最大 种类 特点 弹性碰撞 非弹性碰撞 完全非弹性碰撞 动量守恒，动能守恒 动量守恒，动能有损失 动量守恒，损失最大 3. 完全非弹性碰撞： 碰撞过程中能量与形变量的演变——碰撞过程的“慢镜头” v1 v共 弹性碰撞 非弹性碰撞 完全非弹性碰撞 能够完全恢复形变 不能够完全恢复形变 粘合在一起运动 一、弹性碰撞和非弹性碰撞 1.对心碰撞：碰撞前后速度都沿同一条直线 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、按碰撞前后轨迹分类 观察视频中两球碰撞情况有何不同？ v1 静止 m1 m2 v2’ m2 动量守恒： 机械能守恒: 情景1——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。 v1’ m1 三、弹性碰撞实例分析 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) (3)当m1＜m2时，v1′＜0，v2′＞0(小碰大，要反弹) (4)当m1≫m2时，v1′＝v0，v2′＝2v1(极大碰极小，大不变，小加倍) (5)当m1≪m2时，v1′＝－v1，v2′＝0(极小碰极大，小等速率反弹，大不变) 弹性碰撞 大碰小，同向跑； 小碰大，要反弹； 质量等，换速度。 12 情景2——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v1’和v2’ 分别是多大？ 动量守恒 机械能守恒 思考：若v2=0时，结论与前面的是否相同？ 1.系统动量守恒原则：碰撞前后系统的总动量守恒. 2.动能不增加原则：碰撞后系统的总动能小于或等于碰撞前系统的总动能，即系统的总动能不增加. 3.物理情景可行性原则：若碰后两物体同向运动，则碰撞后后面物体的速度一定小于或等于前面物体的速度（否则碰撞没有结束，还要发生碰撞）. v1 m1 m2 v1′ m1 m2 v2′ 四、碰撞三原则 当堂检测 1.（多选）下列关于碰撞的理解正确的是：（ ） A、在碰撞现象中，一般内力都远大于外力，所以可以认为碰撞时系统的动量守恒 B、如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞 C、微观粒子的相互作用由于不发生直接接触，所以不能称其为碰撞 D、微观粒子的相互作用虽然不发生直接接触，但仍称其为碰撞 AD 15 2.在光滑的水平面上有A、B两球，其质量分别为mA、mB，两球在t0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球在碰撞前后的速度—时间图象如图所示，下列关系式正确的是（ ） A．mA>mB　　　 B．mA<mB C．mA＝mB D．无法判断 B 当堂检测 3.[多选]如图甲所示，在光滑水平面上的两小球发生正碰，小球的质量分别为m1和m2。图乙为它们碰撞前后的x­t(位移—时间)图像。已知m