1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞 课件-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦弹性碰撞和非弹性碰撞，涵盖碰撞分类、正斜碰区别、一维弹性正碰模型及规律，通过台球、小车、汽车碰撞实例导入，衔接动量守恒定律，搭建从动量到能量变化的学习支架。 其亮点在于结合实验探究观察碰后状态，通过模型建构推导弹性正碰公式，运用科学思维分析等质量、大碰小等特殊情形，小结归纳分类及动量、能量、速度条件。助力学生深化物理观念，培养科学探究能力，为教师提供结构化教学资源，提升教学效率。

第一章 动量守恒定律 1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞 台球碰撞 小车碰撞 汽车碰撞 物体碰撞中动量通常可以近似守恒，怎样按能量变化给碰撞分类？ 新课导入 1. 能依据碰撞前后系统动能变化，区分弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞。 2. 能说明正碰和斜碰的区别，并建立一维弹性正碰模型。 3. 能联立动量守恒和机械能守恒，分析弹性正碰后速度规律。 4. 能用动量守恒、动能不增加和速度合理性判断碰撞结果。 学习目标 一、碰撞现象的共同特点 碰撞是两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非常大的相互作用。 1. 相互作用时间极短，运动全过程可忽略。 2. 碰撞过程中系统内力远大于外力，常可近似认为动量守恒。 3. 物体发生的位移极小，可认为碰撞前后处于同一位置。 问题：如果动量近似守恒，为什么还要研究碰撞前后的动能变化？ 新知探究 观察证据：碰后分开与碰后粘连 实验数据表明： 有的碰撞前后系统动能近似不变，有的碰撞后系统动能减少。 碰后分开 碰后粘连 新知探究 二、弹性碰撞 1.定义：如果系统在碰撞前后动能不变，这类碰撞叫作弹性碰撞。 2.特点：碰撞后物体形变能够完全恢复，碰撞过程中系统机械能守恒。 3.规律：动量守恒，机械能守恒。 牛顿摆等近似弹性碰撞中，可以观察到速度和动能的传递。 新知探究 三、非弹性碰撞与完全非弹性碰撞 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。 完全非弹性碰撞：碰撞后两物体合为一体，或具有共同速度。 完全非弹性碰撞是非弹性碰撞的特例。 特点：系统动量守恒，动能损失最大。 新知探究 例题1：两个等质量物体粘连 光滑水平面上，两个物体质量都是 m。碰撞前一个静止，另一个以速度 v 向它撞去；碰撞后两个物体粘在一起，成为质量为 2m 的整体。求碰撞后系统总动能是否有损失。 问题1：碰撞后共同速度是多少？ 问题2：系统动能怎样变化？ 由动量守恒 。 ，碰撞过程有动能损失。 新知探究 归纳：按能量变化给碰撞分类 1. 弹性碰撞：动量守恒，系统动能不变。 2. 非弹性碰撞：动量守恒，系统动能减少。 3. 完全非弹性碰撞：碰后两物体合为一体或具有共同速度，系统动能损失最大。 4. 碰撞中减少的动能转化为内能、弹性势能等其他形式能量。 新知探究 四、正碰与斜碰 正碰：碰撞前后物体的运动方向在同一直线上，也叫对心碰撞或一维碰撞。 斜碰：碰撞前后物体的运动方向不在同一直线上，也叫非对心碰撞。 新知探究 建立模型：一维弹性正碰 物体 以速度 与原来静止的物体 发生正碰。 碰后速度分别为 和 。 问题：怎样用 、、 表示 、？ 新知探究 推导依据：动量守恒与机械能守恒 由动量守恒： 由弹性碰撞机械能守恒： 解得： 这些公式只适用于一维弹性碰撞，使用前必须先判断是否满足动量守恒和机械能守恒。 新知探究 特殊情形一：等质量弹性正碰 若 ，则：？ 含义：第一个物体由运动变为静止，第二个物体获得第一个物体原来的速度，即发生速度交换。 新知探究 特殊情形二：大碰小 若 ，则： 含义：质量很大的物体速度几乎不变，质量很小的物体以约 的速度被撞出去。 新知探究 特殊情形三：小碰大 若 小物体以原速率反弹，大物体近似不动 0 新知探究 五、判断碰撞结果是否可能 判断一个碰撞结果是否合理，至少检查三点： 1. 动量守恒：。 2. 动能不增加：。 3. 速度要合理：同向追碰后，后面物体速度应小于或等于前面物体速度，否则碰撞还没有结束。 新知探究 常见模型：速度相等时的能量去向 子弹打木块： 相对静止时速度相等，减少的动能转化为内能。 弹簧连接体： 弹簧最短时速度相等，动能转化为弹性势能。 板块模型： 相对滑动停止时速度相等，动能转化为内能。 新知探究 1. 在光滑水平面上相向运动的 A、B 两小球发生正碰后一起沿 A 原来的速度方向运动，这说明原来（ ） A. A 球的质量一定大于 B 球的质量 B. A 球的速度一定大于 B 球的速度 C. A 球的动量一定大于 B 球的动量 D. A 球的动能一定大于 B 球的动能 C 随堂练习 2. 如图，物块 A 与轻质弹簧相连并静止在光滑水平面上，物块 B 以一定初速度向 A 运动。两物块与弹簧作用过程的 图像如图所示，则（ ） A. 物块 A 的质量大于物块 B 的质量 B. 弹簧在 时刻的弹性势能最大 C. 物块 A 在 时刻的加速度最大 D. 物块 B 在 0~ 时间内动能一直减小 A 随堂练习 3. 下列关于碰撞的理解正确的是（ ） A. 碰撞是相对运动的物体相遇时，在极短时间内运动状态发生显著变化的过程 B. 如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫作非弹性碰撞 C. 在碰撞现象中，一般内力远大于外力，所以可以认为碰撞时系统动能守恒 D. 微观粒子的相互作用由于不发生直接接触，所以不能称为碰撞 A 课堂小结 4. 质量 的小球在光滑水平面上发生碰撞，碰撞前后两球的位移-时间图像如图所示，则该碰撞属于（ ） A. 非弹性碰撞 B. 弹性碰撞 C. 完全非弹性碰撞 D. 条件不足，不能确定 B 随堂练习 动量条件 碰撞时间短，内力远大于外力，常可认为系统动量守恒。 能量条件 弹性碰撞动能不变；非弹性碰撞动能减少；完全非弹性碰撞动能损失最大。 速度条件 碰后速度必须符合实际情形。同向追碰后，前面物体不慢于后面物体。 课堂小结 $