第三节 动量守恒定律 第3课时 弹性碰撞 非弹性碰撞（教学课件）物理沪科版2020选择性必修第一册

第一章 动量 1.3动量守恒定律 第3课时 弹性碰撞 非弹性碰撞 【学习目标】 1.知道弹性碰撞、非弹性碰撞的特点. 2.能运用动量和能量的观点分析、解决一维碰撞的问题. 导入新课 生活中，我们经常会看到一些撞击事件，尤其是交通事故。从物理知识的角度，在这些相互撞击的事件中，有什么样的特点。今天，我们就来研究这个问题。 导入新课 如今的城市，每当夜幕降临，灯光璀璨，美丽壮观。实现这些亮化效果，需要用到各种各样的电路元器件组成电路。 导入新课 如今的城市，每当夜幕降临，灯光璀璨，美丽壮观。实现这些亮化效果，需要用到各种各样的电路元器件组成电路。 导入新课 如今的城市，每当夜幕降临，灯光璀璨，美丽壮观。实现这些亮化效果，需要用到各种各样的电路元器件组成电路。 一、弹性碰撞和非弹性碰撞 如图甲、乙所示，两个质量都是m的物体，物体B静止在光滑水平面上，物体A以速度v0正对B运动，碰撞后两个物体粘在一起，以速度v继续前进，两物体组成的系统碰撞前后的总动能守恒吗？如果不守恒，总动能如何变化？ 1.碰撞的特点 (1)时间特点：碰撞现象中，相互作用的时间极短，相对物体运动的全过程可忽略不计. (2)相互作用力特点：在碰撞过程中，系统的内力远大于外力，所以碰撞过程动量守恒. 2.碰撞的分类 (1)弹性碰撞：系统动量守恒、机械能守恒.在光滑水平面上质量为m1的小球以速度v1与质量为m2的静止小球发生弹性正碰.根据动量守恒定律和能量守恒定律：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′ (1)若m1>m2，v1′和v2′都是正值，表示v1′和v2′都与v1方向同向.(若m1≫m2，v1′＝v1，v2′＝2v1，表示m1的速度不变，m2以2v1的速度被撞出去) (2)若m1<m2，v1′为负值，表示v1′与v1方向　　，m1被弹回.(若m1≪m2，v1′＝－v1，v2′＝0，表示m1被反向以原速率弹回，而m2仍静止) (3)若m1＝m2，则有v1′＝0，v2′＝v1，即碰撞后两球速度　　. 相反 互换 例1　如图所示，光滑平台上有两个刚性小球A和B，质量分别为2m和3m，小球A以速度v0向右运动并与静止的小球B发生碰撞(碰撞过程中不损失机械能)，小球B飞出平台后经时间t刚好掉入装有沙子向左运动的小车中，小车与沙子的总质量为m，速度为2v0，小车行驶的路面近似看作是光滑的，求： (1)碰撞后小球A和小球B的速度大小； 解析　A球与B球碰撞过程中系统动量守恒，以向右为正方向， 由动量守恒定律得：mAv0＝mAv1＋mBv2 碰撞过程中系统机械能守恒，有： (2)小球B掉入小车后的速度大小. 解析　B球掉入沙车过程中系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得： mBv2－m车v3＝(mB＋m车)v3′ 针对训练　如图所示，A、B是两个用等长细线悬挂起来的大小可忽略不计的小球，mB＝5mA.B球静止，拉起A球，使细线与竖直方向偏角为30°，由静止释放，在最低点A与B发生弹性碰撞.不计空气阻力，则关于碰后两小球的运动，下列说法正确的是 A.A静止，B向右，且偏角小于30° B.A向左，B向右，且偏角等于30° C.A向左，B向右，A球偏角大于B球偏角，且都小于30° D.A向左，B向右，A球偏角等于B球偏角，且都小于30° √ 解析　设A球到达最低点的速度为v，在最低点A与B发生弹性碰撞后，A球的速度为vA，B球的速度为vB，取向右为正方向 由动量守恒可得：mAv＝mAvA＋mBvB (2)非弹性碰撞：系统动量守恒，机械能减少，损失的机械能转化为内能，ΔE＝Q. (3)完全非弹性碰撞：系统动量守恒，碰撞后合为一体或具有相同的速度，机械能损失最大. 设两者碰后的共同速度为v共，则有m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v共 例2　如图所示，在水平光滑直导轨上，静止着三个质量均为m＝1 kg的相同小球A、B、C，现让A球以v0＝2 m/s的速度向着B球运动，A、B两球碰撞后粘合在一起，两球继续向右运动并跟C球碰撞，C球的最终速度vC＝1 m/s.求： (1)A、B两球跟C球相碰前的共同速度大小； 答案　1 m/s 解析　A、B相碰满足动量守恒，以v0的方向为正方向，有：mv0＝2mv1 得两球跟C球相碰前的速度v1＝1 m/s. (2)两次碰撞过程中共损失了多少动能. 答案　1.25 J 解析　两球与C球碰撞同样满足动量守恒，以v0的方向为正方向，有：2mv1＝mvC＋2mv2 解得两球碰后的速度v2＝0.5 m/s， 两次碰撞共损失的动能 3.碰撞可能性的判断 碰撞问题遵循的三个原则： (1)系统动量守恒，即p1＋p2＝p1′＋p2′. (3)速度要合理： ①碰前两物体同向运动，即v后>v前，碰后，原来在前面的物体速度一定增大，且v前′≥v后′. ②碰