1.5弹性碰撞和非弹性碰撞 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

collision 人教版（2019） 高中物理选择性必修 第一册：第一章动量守恒定律 Elastic collision and inelastic collision 1 情境导入   A B m2 m1 m2 m1 m2 m1 A B F2 F1 取向右为正方向 两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和 思考：两个物体发生碰撞的条件是什么？ 学 习 目 标 核 心 素 养 弹 性 碰 撞 和 非 弹 性 碰 撞 情境导入 (1)动量守恒：即 p1＋p2＝p1′＋p2′. (2)动能不增加：即 Ek1＋Ek2≥Ek1′＋Ek2′. (3)速度要合理 ①若碰前两物体同向运动，则应有v2>v1，碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有v1′≥v2′。 ②碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变。 碰撞三原则： 学 习 目 标 核 心 素 养 弹 性 碰 撞 和 非 弹 性 碰 撞 典型例题 【例1】质量相等的 A、B 两球在光滑水平面上沿同一条直线、在同一方向上运动，A 球的动量 pA＝9 kg·m/s，B 球的动量 pB＝3 kg·m/s。A 球追上 B 球时发生碰撞，则 A、B 两球碰撞后的动量可能是 (　 　) A．pA′＝6 kg·m/s，pB′＝6 kg·m/s B．pA′＝8 kg·m/s，pB′＝4 kg·m/s C．pA′＝－2 kg·m/s，pB′＝14 kg·m/s D．pA′＝－4 kg·m/s，pB′＝17 kg·m/s A 学 习 目 标 核 心 素 养 弹 性 碰 撞 和 非 弹 性 碰 撞 情境导入 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，在各种碰撞中能量又是如何变化的呢？ 学 习 目 标 核 心 素 养 弹 性 碰 撞 和 非 弹 性 碰 撞 一、弹性碰撞和非弹性碰撞 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 碰撞过程中能量与形变量的演变——碰撞过程的“慢镜头” 学 习 目 标 核 心 素 养 弹 性 碰 撞 和 非 弹 性 碰 撞 碰撞后两物粘合在一起，以共同速度运动。 一、弹性碰撞和非弹性碰撞 1.完全非弹性碰撞 (2)规律： (1)特点：碰撞过程中机械能损失最大 动量守恒 机械能不守恒 学 习 目 标 核 心 素 养 弹 性 碰 撞 和 非 弹 性 碰 撞 一、弹性碰撞和非弹性碰撞 问题1：光滑水平面上 两个物体的质量都是 m，碰撞以前一个物体静止，另一个以速度 v 向它撞去。碰撞以后两个物体粘在一起，成为一个质量为 2m 的物体，以速度 v’继续前进。 v 静止 m m v’ 2m 碰撞过程有机械能损失 碰撞后系统总动能： 由动量守恒定律： 碰撞前系统总动能： 学 习 目 标 核 心 素 养 弹 性 碰 撞 和 非 弹 性 碰 撞 一、弹性碰撞和非弹性碰撞 2.非弹性碰撞 (1)特点：碰撞过程中有机械能损失 (2)规律： 动量守恒 机械能 不守恒 或 学 习 目 标 核 心 素 养 弹 性 碰 撞 和 非 弹 性 碰 撞 二、弹性碰撞实例分析 情景1——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 学 习 目 标 核 心 素 养 弹 性 碰 撞 和 非 弹 性 碰 撞 二、弹性碰撞实例分析 情景1——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 学 习 目 标 核 心 素 养 弹 性 碰 撞 和 非 弹 性 碰 撞 二、弹性碰撞实例分析 情景1——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？ 学 习 目 标 核 心 素 养 弹 性 碰 撞 和 非 弹 性 碰 撞 二、弹性碰撞实例分析 情景1——动碰动 C 学 习 目 标 核 心 素 养 弹 性 碰 撞 和 非 弹 性 碰 撞 二、弹性碰撞实例分析 情景1——动碰动 B 学 习 目 标 核 心 素 养 弹 性 碰 撞 和 非 弹 性 碰 撞 二、弹性碰撞实例分析 情景1——动碰动 BC 学 习 目 标 核 心 素 养 弹 性 碰 撞 和 非 弹 性 碰 撞 二、弹性碰撞实例分析 情景2——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 静止 m1 m2 v1’ m1 动量守恒 机械能守恒 学 习 目 标 核 心 素 养 弹 性 碰 撞 和 非 弹 性 碰 撞 二、弹性碰撞实例分析 情景2——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 静止 m1 m2 v1’ m1 动量守恒 机械能守恒 学 习 目 标 核 心 素 养 弹 性 碰 撞 和 非 弹 性 碰 撞 二、弹性碰撞实例分析 (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) 情景2——动碰静 m2 m1 v1 m1 v1’ m2 v2’ 学 习 目 标 核 心 素 养 弹 性 碰 撞 和 非 弹 性 碰 撞 二、弹性碰撞实例分析 变式2 质量相等的甲、乙、丙三个球沿同一直线放在光滑水平面上,如图所示,乙球与丙球靠在一起,且均静止,甲球以速度v向它们滚动.若它们在对心碰撞中无机械能损失,则碰撞后 ( 　) A.甲球向左、乙球和丙球向右运动 B.乙球不动,甲球向左、丙球向右运动 C.甲球和乙球向左、丙球向右运动 D.甲球和乙球不动,丙球向右运动 D 情景2——动碰静 学 习 目 标 核 心 素 养 弹 性 碰 撞 和 非 弹 性 碰 撞 二、弹性碰撞实例分析 情景2——动碰静 6. 把被碰小球放在斜槽轨道末端，让入射小球从同一位置静止滚下，使它们发生正碰，重复 10 次，同理求出入射小球落点的平均位置 M 和被碰小球落点的平均位置N。 7. 用刻度尺测出线段 OM、OP、ON 的长度，把两小球的质量和相应的水平位移数值代入m1OP＝m1OM＋m2ON，看等式是否成立。 思考：若两球碰撞可以近似看成弹性碰撞，则水平位移具有什么规律？ 学 习 目 标 核 心 素 养 弹 性 碰 撞 和 非 弹 性 碰 撞 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$