第1章 5.弹性碰撞和非弹性碰撞(课件PPT)-【赢在微点·轻松课堂】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

高中物理 选择性必修 第一册 赢在微点 轻松课堂 物理 第一章 动量守恒定律 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 —— —— 稳健启程 新知初步构建 课前·新知初探 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 守恒 不守恒 最大 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 两球心 这条直线 两球心 偏离 v1 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 0 v1 -v1 原速率 v1 2v1 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 × × √ × × × 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 答案　AC 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 —— —— 细研深究 萃取知识精华 课堂·合作探究 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 —— —— 即时训练 巩固当堂所学 随堂·达标自测 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 答案　B 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 选择性必修 第一册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 核心素养微专题 学习目标 情境导入 1.了解弹性碰撞和非弹性碰撞。 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。 　　碰撞是自然界常见的现象。台球间发生碰撞并未产生破损;陨石撞击地球而对地表产生破坏;汽车发生碰撞事故时产生严重的破损,并伴随运动状态的改变…… 各种不同的碰撞中,动量怎样变化,满足怎样的规律?不同的碰撞中能量有损失吗?如果有损失,又有怎样的规律呢? 2.从碰撞前后物体运动的方向是否在同一条直线上分类。 (1)正碰:(对心碰撞)两个球发生碰撞,如果碰撞之前球的速度方向与　　　　的连线在同一条直线上,碰撞之后两个球的速度方向仍会沿着　　　　　　的方向而运动。  (2)斜碰:(非对心碰撞)两个球发生碰撞,如果碰撞之前球的速度方向与　　　　的连线不在同一条直线上,碰撞之后两球的速度方向都会　　　　原来两球心的连线。  二、弹性碰撞特例 1.两质量分别为m1、m2的小球发生弹性正碰,v1≠0,v2=0,则碰后两球速度分别为v1'=v1,v2'=　　　　。  2.若m1=m2的两球发生弹性正碰,v1≠0,v2=0,则v1'=　　　　,v2'=　　　　,即两者碰后交换速度。  3.若m1≪m2,v1≠0,v2=0,则二者弹性正碰后,v1'=　　　　,v2'=0。表明m1被反向以　　　　弹回,而m2仍静止。  4.若m1≫m2,v1≠0,v2=0,则二者弹性正碰后,v1'=　　　　,v2'=　　　　。表明m1的速度不变,m2以2v1的速度被撞出去。  预|习|自|检 1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”) (1)弹性碰撞过程中动量守恒、动能不守恒。 (　　) (2)完全非弹性碰撞,动量守恒,动能也守恒。 (　　) (3)弹性碰撞、完全非弹性碰撞、不完全非弹性碰撞中,动量都守恒。 (　　) (4)速度不同的两小球碰撞后粘在一起,碰撞过程中没有动能损失。 (　　) (5)微观粒子在碰撞时并不接触,所以不能算是碰撞。 (　　) (6)两个质量相同的小球发生正碰时一定交换速度。 (　　) 解析　由于小球A、B沿同一直线相向运动,发生碰撞后不可能都保持原来的速度方向,B项错误;根据碰撞规律可知,碰后沿着同一方向运动时,后面物体的速度不可能超过前面物体的速度,D项错误;根据动量守恒定律判断, A、C两项均满足,再看动能情况,根据碰撞规律可知碰后的总动能不可能大于碰前的总动能,碰前总动能Ek=m-m,碰后总动能Ek'=mvA'2- mvB'2,代入数值可得A、C两项中碰后的总动能都不大于碰前的总动能,A、C两项正确。 探究一　碰撞的特点和分类 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,所以动量守恒。 2.碰撞的分类。 (1)弹性碰撞。 ①动量守恒:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。 ②机械能守恒:m1+m2=m1v1'2+m2v2'2。 (2)非弹性碰撞。 ①动量守恒:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。 ②机械能减少,损失的机械能转化为其他形成的能,|ΔEk|=Ek初-Ek末=Q。 (3)完全非弹性碰撞。 ①动量守恒:m1v1+m2v2=(m1+m2)v共。 ②碰撞中机械能损失最多,|ΔEk|=m1+m2-(m1+m2)。 【例1】　如图为某台球爱好者正在准备击球,假设在这一杆中,白色球(主球)和花色球碰撞前、后都在同一直线上运动,碰前白色球的动量pA=6 kg·m/s, 花色球静止,白色球A与花色球B发生碰撞后,花色球B的动量变为pB'=2 kg·m/s ,则两球质量mA与mB间的关系可能是 (　　) A.mB=3mA B.mB=mA C.mB=mA D.mB=2mA 答案　B 解析　设两球质量为m,碰前总动量p=pA+pB=12 kg·m/s,碰前总动能Ek=+=,若pA'=6 kg·m/s,pB'=6 kg·m/s,碰后总动量p'=pA'+pB'=12 kg·m/s,碰后总动能E'=+==<,故可能发生,A项正确;若pA'=6 kg·m/s,pB'=4 kg·m/s,碰后p'=pA'+pB'≠p,故不可能,B项错误;若pA'=-6 kg·m/s,pB'=18 kg·m/s,碰后E'=+>,故不可能,C项错误;若pA'=4 kg·m/s,pB'=8 kg·m/s,碰后p'=12 kg·m/s=p,E'=+=<,故可能,D项正确。 答案　AD 探究二　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'。 (2)系统动能不增加,即Ek1+Ek2≥Ek1'+Ek2'或+≥+。 (3)速度要合理。 ①若碰前两物体同向运动,须满足v后>v前;若碰后两物体同向运动,须满足v前'≥v后'。 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。 答案　B 【针对训练2】　(多选)光滑的水平面上,一动量为5 kg·m/s的A球和动量为7 kg·m/s的B球沿同一直线同一方向运动。当A球追上B球发生碰撞,则碰撞后,A、B两球的动量可能是 (　　) A.pA=6 kg·m/s,pB=6 kg·m/s B.pA=3 kg·m/s,pB=9 kg·m/s C.pA=-2 kg·m/s,pB=14 kg·m/s D.pA=-5 kg·m/s,pB=15 kg·m/s 答案　BC 1.下列关于碰撞的理解正确的是 (　　) A.碰撞是指相对运动的物体相遇时,在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程 B.在碰撞现象中,尽管内力都远大于外力,但外力仍不可以忽略不计 C.如果碰撞过程中机械能守恒,这样的碰撞叫作非弹性碰撞 D.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 解析　碰撞是指相对运动的物体相遇时,在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程,A项正确;在碰撞现象中,由于相互作用时间极短,内力都远大于外力,外力可以忽略不计,因此才能够应用动量守恒定律求解碰撞问题,B项错误;如果碰撞过程中机械能守恒,这样的碰撞叫作弹性碰撞,C项错误;微观粒子的相互作用同样具有极短时间内运动状态发生显著变化的特点,所以仍然可称其为碰撞(或散射),D项错误。 答案　A 2.现有甲、乙两滑块,质量分别为2m和m,以相同的速率v在光滑水平面上相向运动,发生了碰撞。已知碰撞后,甲滑块静止不动,那么这次碰撞是 (　　) A.弹性碰撞 B.非弹性碰撞 C.完全非弹性碰撞 D.条件不足,无法确定 解析　以两滑块组成的系统为研究对象,碰撞过程系统所受合外力为零,碰撞过程系统动量守恒,以甲的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得2mv-mv=mv'解得v'=v,碰撞前系统机械能Ek=×2mv2+mv2=mv2,碰撞后系统机械能Ek'=mv2,碰撞前机械能大于碰撞后机械能,碰撞是非弹性碰撞,B项正确。 3.在光滑水平面上有三个完全相同的小球,它们排成一条直线,2、3小球静止并靠在一起,1小球以速度v0射向它们,如图所示。设碰撞中不损失机械能,则碰后三个小球的速度分别是 (　　) A.v1=v2=v3=v0 B.v1=0,v2=v3=v0 C.v1=0,v2=v3=v0 D.v1=v2=0,v3=v0 解析　由于1球与2球发生碰撞,时间极短,2球的位置来不及发生变化。这样2球对3球不产生力的作用,即3球不会参与1、2球碰撞,1、2球碰撞后立即交换速度,即碰后1球停止,2球速度立即变为v0。同理分析,2、3球碰撞后交换速度,故D项正确。 答案　D 4.如图所示,质量相等的A、B两个球,原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动,A球的速度是6 m/s,B球的速度是-2 m/s,不久A、B两球发生了对心碰撞。对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值,某实验小组的同学们做了很多种猜测,下面的猜测结果一定无法实现的是 (　　) A.vA'=-2 m/s,vB'=6 m/s B.vA'=2 m/s,vB'=2 m/s C.vA'=1 m/s,vB'=3 m/s D.vA'=-3 m/s,vB'=7 m/s 解析　两球碰撞前后应满足动量守恒定律及碰后两球的动能之和不大于碰前两球的动能之和,即mAvA+mBvB=mAvA'+mBvB'①,mAvA2+mBvB2≥mAvA'2+mBvB'2②,答案D中满足①式,但不满足②式,所以D项错误。 答案　D 碰撞模型的拓展 　　一、 “滑块—弹簧”模型 1.模型图示。 2.模型特点。 (1)动量守恒:两个物体与弹簧相互作用的过程中,若系统所受外力的矢量和为零,则系统动量守恒。 (2)机械能守恒:系统所受的外力为零或除弹簧弹力以外的内力不做功,系统机械能守恒。 (3)弹簧处于最长(最短)状态时两物体速度相等,弹性势能最大,系统动能通常最小(完全非弹性碰撞拓展模型)。 (4)弹簧恢复原长时,弹性势能为零,系统动能最大(完全弹性碰撞拓展模型,相当于碰撞结束时)。 【快乐体验1】　(多选)如图所示,在光滑水平面上,有质量分别为2m和m的A、B两滑块,它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧,由于被一根细绳拉着而处于静止状态。当剪断细绳,在两滑块脱离弹簧之后,下列说法正确的是 (　　) A.两滑块的动能之比EkA∶EkB=1∶2 B.两滑块的动量大小之比pA∶pB=2∶1 C.弹簧对两滑块的冲量之比IA∶IB=1∶1 D.弹簧对两滑块做功之比WA∶WB=1∶1 解析　根据动量守恒定律得0=2mvA-mvB,解得vA=,两滑块速度大小之比vA∶vB=1∶2,两滑块的动能之比EkA∶EkB=×2mvA2∶mvB2=1∶2,A项正确;两滑块的动量大小之比pA∶pB=2mvA∶mvB=1∶1,B项错误;弹簧对两滑块的冲量之比IA∶IB=ΔpA∶ΔpB=(2mvA-0)∶(mvB-0)=1∶1,C项正确;弹簧对两滑块做功之比等于两滑块动能之比,为1∶2,D项错误。 答案　AC 　　二、“滑块—斜(曲)面”模型 1.模型图示。 2.模型特点。 (1)最高点:m与M具有共同水平速度v共,m不会从此处或提前偏离轨道。系统水平方向动量守恒,mv0=(M+m)v共;系统机械能守恒,m=(M+m)+mgh,其中h为滑块上升的最大高度,不一定等于圆弧轨道的高度(完全非弹性碰撞拓展模型)。 (2)最低点:m与M分离点。水平方向动量守恒,mv0=mv1+Mv2;系统机械能守恒,m=m+M (完全弹性碰撞拓展模型)。 【快乐体验2】　如图所示,在光滑水平面上放置一个质量为M的滑块,滑块的一侧是一个弧形槽,凹槽半径为R,A点切线水平。另有一个质量为m的小球以速度v0从A点冲上滑块,重力加速度大小为g,不计摩擦。下列说法正确的是 (　　) A.当v0=时,小球能到达B点 B.如果小球的速度足够大,球将从滑块的左侧离开滑块后直接落到水平面上 C.小球到达斜槽最高点处,小球的速度为零 D.小球回到斜槽底部时,小球速度方向可能向左 解析　滑块不固定,当v0=时,设小球沿槽上升的高度为h,则有mv0=(m+M)v,mv02 =(M+m)v2+mgh,可解得h=R<R,故A项错误;当小球速度足够大,从B点离开滑块时,由于B点切线竖直,在B点时小球与滑块的水平速度相同,离开B点后将再次从B点落回,不会从滑块的左侧离开滑块后直接落到水平面上,B项错误;当小球到达斜槽最高点,由在水平方向上动量守恒有mv0=(M+m)v,小球具有水平速度,故C项错误;当小球回到斜槽底部,相当于完成了弹性碰撞,mv0=mv1+Mv2,mv02=mv12+Mv22,v1=v0,当m>M,v1与v0方向相同,向左,当m<M,v1与v0方向相反,即向右,故D项正确。 答案　D $$