1.5.2 弹性碰撞与非弹性碰撞(类碰撞) 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

§1.52 弹性碰撞与非弹性碰撞 (类碰撞) 物理 选择性必修 第一册 第一章 动量守恒定律 1 课前练：5．质量为、速度为的球跟质量为的静止球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后球的速度可能有不同的值。请你论证：碰撞后球的速度可能是以下值吗？(1)；(2)。 教材 第24页 可能是0.4v 10 2 总结：碰撞分析 2. 共速后 不再恢复： 1. 共速后 恢复： 形变逐渐恢复 v1 < v2 v1 v2 v1 = v2=v共 , 之后以共同速度运动 动能(机械能)损失最多 形变部分恢复 v1' v2' 动能(机械能)有损失 形变完全恢复 v1' v2' 不损失机械能 1. 弹性碰撞 2. 非弹性碰撞 3. 完全非弹性碰撞 v0 v1 F2 F1 v2 v1 v2 v1 = v2 (共速) 11 3 总结: 弹性碰撞和非弹性碰撞 1.弹性碰撞:如果系统在碰撞前后动能不变, 这类碰撞叫作弹性碰撞(elastic collision) 。 2.非弹性碰撞:如果系统在碰撞后动能减少, 这类碰撞叫作非弹性碰撞(inelastic collision) 3. 完全非弹性碰撞: 碰撞后共速, 动能减少最多(机械能损失最大) 弹性碰撞的常见模型： “一动碰一静” 动量守恒：m1v1 = m1v1’+m2v2’ 动能不变： m1v12 = m1v1’2+ m2v2’2 v1’ = v1 v2’ = v1 4. 碰撞可能性分析 1.动量制约 2.动能制约 3.运动制约 ——动量守恒 ——动能不增 ——速度合理 22 4 课堂探究一：如图所示, 质量均为m的物块P与物块Q之间拴接一轻弹簧, 静止在光滑的水平地面上, 弹簧恰好处于原长。现给P物体一瞬时初速度, 试分析： (1)．运动的过程中, 物体Q的最大速度 (2)．运动的过程中, 物体P的最小速度 (3)．弹簧的最大弹性势能 (4)．画出两者的 v-t 图像 v0 , 0, 一、弹簧模型 6 5 1. 临界点分析 总结：弹簧模型 动量守恒：m1v0 = (m1+m2)v 能量守恒：∆Ep = m1v02 ─ (m1+ m2)v2 2. 过程分析 (1). 共速：弹簧形变最大(最短或最长), 势能最大 (2). 恢复原长：弹性势能为0 (1). 从开始到共速: (完全非弹性碰撞) (2). 从开始到第一次恢复原长：(弹性碰撞) 动量守恒：m1v0 = m1v1 + m2v2 动能不变： m1v02 = m1v12 + m2v22 6 6 例1. 如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块Ａ、B、C，B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)。设A以速度v0朝B运动，压缩弹簧(不连接)；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短。从Ａ开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中, 求： (1)整个系统损失的机械能； (2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能； (3)A与弹簧分离时的速度? (4)该过程中A的最小速度? (1)m；(2)m , (3) - , 方向水平向左 ; (4) 0 6 7 课堂探究二：如图, 在光滑水平面上放有一质量为带光滑弧形槽的小车, 一质量为的小球以速度沿水平槽口滑上小车, 讨论下列问题。 (1)小球能滑至弧形槽内的最大高度。（设小球不会从小车右端滑出） (2)求小车的最大速度。 (3)当小球从小车左端脱离后将做什么运动？ (3)由 知 当时，，小球从小车左端脱离后做自由落体运动； 当时，，小球从小车左端脱离后向右做平抛运动； 当时，，即小球脱离小车时速度向左， 则小球从小车上脱离后向左做平抛运动。 (1)；(2) ； 二、滑块(小球)—圆弧槽(斜面)模型 (4)若小球从小车右端滑出, 小球将做什么运动? 6 8 1. 临界点分析(不飞出) 动量守恒：m1v0 = (m1+m2)v 能量守恒：∆Ep = m1v02 ─ (m1+ m2)v2 2. 过程分析：(水平方向动量守恒) (1). 最高点：水平方向速度相等, 重力势能最大 (2). 分离点：重力势能最小 (1). 从开始到最高点: (完全非弹性碰撞) (2). 从开始到回到开始位置：(弹性碰撞) 动量守恒：m1v0 = m1v1 + m2v2 动能不变： m1v02 = m1v12 + m2v22 总结: 滑块(小球)—圆弧槽(斜面)模型 6 9 [针对训练1]如图所示，光滑水平轨道上放置长木板A(上表面粗糙)和滑块C，滑块B置于A的左端(B、C可视为质点)，三者质量分别为mA＝2 kg、mB＝1 kg、mC