1.5碰撞 课件-2026-2027学年高二上学期物理教科版选择性必修第一册

该高中物理课件围绕碰撞的分类、规律及应用展开，从动量守恒引入能量变化问题，通过实验探究、数据对比和公式推导搭建学习支架，帮助学生衔接前后知识，构建完整认知体系。 其亮点在于以科学探究为核心，通过气垫导轨实验分析动能变化，结合科学思维推导弹性碰撞公式，融入中子发现案例渗透科学态度。学生能提升探究与推理能力，教师可借助结构化内容高效开展教学。

第5节 碰撞 第一章 动量与动量守恒定律 1 碰撞是我们常见的物体之间的相互作用方式之一。我们知道碰撞过程中系统的内力远大于外力可以认为动量守恒，那整个系统的能量会有什么变化呢？ 一：碰撞的分类 光电门 滑块 气垫导轨 数字计时器 如果应用这些仪器探究碰撞前后动能变化实验步骤是什么？ 1.先用天平分别测出带弹簧片的滑块1、滑块2的质量m1 、m2，然后用手推动滑块1,使其获得初速度v1,与静止的滑块2相碰(相碰时，两弹簧片要正对)。测定碰撞前后两滑块的速度大小，算出相关数据。 2.再换用不带弹簧片的两滑块按照上面的步骤进行实验，并读取实验数据。 3.将两滑块上的弹簧片换成橡皮泥，用天平分别测出滑块1、滑块2的质量。使有橡皮泥的两端正对，让滑块1与滑块2相碰，测算出相关数据。 次数 滑块质量 碰前 碰后 速度 动能 动能之和 速度 动能 动能之和 m1 m2 v1 v2 Ek1 Ek2 Ek=Ek1+Ek2 v1 v2 Ek1 Ek2 Ek=Ek1+Ek2 1 2 3 次数 滑块质量 碰前 碰后 速度 动能 动能之和 速度 动能 动能之和 m1 m2 v1 v2 Ek1 Ek2 Ek=Ek1+Ek2 v1 v2 Ek1 Ek2 Ek=Ek1+Ek2 1 1 2 3 0 4.5 0 4.5 1 2 0.5 4 4.5 2 1 2 3 0 4.5 0 4.5 0.36 1.68 0.0648 2.8224 2.8872 3 1 2 3 0 4.5 0 4.5 1 1 0.5 1 1.5 其中第一组数据是两滑块带弹簧片得出的，第二组是不带弹簧片的两滑块测量得出，第三组是通过两滑块带有橡皮泥碰撞测量得出的数据。 对比三组数据动能变化可以看出，第一种情况动能没有变化，第二组和第三组动能都有损失，但是第三组数据动能损失的最多。 5 (1)概念：碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞。 (2)特点：碰撞后物体形变能够完全恢复。 (3)规律： 1.弹性碰撞 按能量损失情况分 动量守恒： 机械能守恒： 钢球、玻璃球碰撞时，动能损失很小，它们的碰撞可以看作弹性碰撞。 牛顿摆等近似弹性碰撞中，可以观察到速度和动能的传递。 (1)概念：如果系统在碰撞后动能减少，这类碰撞叫作非弹性碰撞。 (2)特点：碰撞时物体的形变是非弹性形变。 橡皮泥球碰撞时，它们的碰撞是非弹性碰撞。 2.非弹性碰撞 (3)规律： 动量守恒： 机械能不守恒： (1)概念：非弹性碰撞的特例。 (2)特点：碰后粘在一起(或碰后具有共同的速度)，其动能损失最大。 (3)规律： 3.完全非弹性碰撞 机械能不守恒： 动量守恒： 按碰撞前后轨迹分类 1.对心碰撞（正碰）：碰撞前后速度都沿同一条直线 2.非对心碰撞（斜碰)：碰撞前后速度不沿同一条直线 v1' m1 m2 v2' v1 m1 m2 v1 m1 m2 v'1 m1 m2 v'2 如图所示，在光滑水平面上有质量为m1、m2的两球， m1以速度v1和原来静止的物体m2发生一维的弹性碰撞。求碰撞后它们的速度v1′和v2′ 。 动量守恒： 机械能守恒： m1v1= m1v1′ + m2 v2′ m1v12= m1v1′2+ m2v2′2 ① ② 弹性碰撞的实例分析 m1(v1v1′) m2v2′ m1( v12 v1′2) m2v2′2 m1(v1v1′) m2v2′ m1( v1v1′) ( v1v1′) m2v2′2 ③ ④ ③/④得： v1v1′ v2′ ⑤代入③得： ⑤ ① ② ③ ④ ⑤ v1′= 0 ; v2′ =v1 m1 = m2 m1 < m2 v1′ < 0 ; v2′ > 0 m1 > m2 v2′ > v1′ >0 m1 m2 v1′≈ v1 ; v2′ ≈ 2v1 m1 m2 v1′ ≈ v1 ; v2′ ≈ 0 定性分析： “一动一静”弹性碰撞的规律 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。 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。 二：中子的发现 1928年，德国科学家玻特发现用α射线轰出铍（Be）会产生一种不受电场和磁场影响、穿透力很强的射线，他认为这是γ射线。 后来居里夫妇发现用这种射线去轰击石腊，能从石腊中打出质子。居里夫妇也认为这是γ射线撞击石蜡里氢原子核的结果。 α粒子轰击轻金属铍 1932年，查德威克用 α粒子轰击铍（Be）产生的射线进行研究时，发现这种射线的速度不到光速的10％，从而否定了这种射线是γ射线的看法。 为了研究这种中性粒子，查德威克认为必须首先测量它的质量，他用这种中性射线与氢原子核、氮原子核分别碰撞，他认为这种碰撞是完全弹性的，利用动量守恒定律与能量守恒定律求出了这种中性粒子的质量，最终确定这是是一种不带电，质量接近质子的粒子流，这种粒子正是卢瑟福猜想的中子。 碰撞 中子的发现 “一动一静”弹性碰撞的规律 碰撞的分类 按能量损失情况分 弹性碰撞 非弹性碰撞 完全非弹性碰撞 按碰撞前后轨迹分类 对心碰撞 非对心碰撞 1.(多选)如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动。两球质量关系为mB＝2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6 kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为4 kg·m/s，则( ) A.该碰撞为弹性碰撞 B.该碰撞为非弹性碰撞 C.左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2:5 D.右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1:10 AC 2.如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是(　　) A.A和B都向左运动 B.A和B都向右运动 C.A静止，B向右运动 D.A向左运动，B向右运动 D 3.质量相等的A、B两球在光滑水平桌面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是7 kg·m/s，B球的动量是5 kg·m/s，A球追上B球发生碰撞，碰撞后两球的动量可能值是( 　 ) A.pAʹ=6 kg·m/s，pB'=6 kg·m/s B.pAʹ=3 kg·m/s，pB'=9 kg·m/s C.pAʹ=2 kg·m/s，pB'=14 kg·m/s D.pAʹ=4 kg·m/s，pB'=17 kg·m/s A $