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，系统讲解三类碰撞的动量与动能变化规律及应用。通过陨石撞击、网球碰撞等生活现象导入，引出碰撞中能量变化问题，承接前序动量变化的学习，搭建从动量到能量的认知支架。 其亮点在于以三组小车碰撞实验数据对比为基础（科学探究），通过模型建构（科学思维）明确弹性、非弹性、完全非弹性碰撞特点，结合台球、汽车追尾等实例（科学态度与责任）。采用“实验-归纳-推导-应用”教学方法，学生能深化物理观念，教师可提升教学效率。

人教版（2019）选择性必修一教学课件 第五节 弹性碰撞和非弹性碰撞 第一章 动量守恒定律 目录 contents 01.导入与素养目标 03.新课讲解 02.课堂练习 04.课堂小结 Part One 导入与素养目标 >>> >>> 1 新课导入 碰撞是自然界中常见的现象。陨石撞击地球而对地表产生破坏，网球受球拍撞击而改变运动状态…… 物体碰撞中动量的变化情况，前面已进行了研究。那么，在各种碰撞中能量又是如何变化的？ 1 素养目标 物理观念 区分弹性、非弹性、完全非弹性碰撞，掌握三类碰撞动量、动能变化特点。 知道碰撞的特点，理解正碰、斜碰概念，记住一动碰一静弹性碰撞的速度规律。 科学思维 会运用动量守恒、动能不增加、运动合理性三原则判断碰撞可能性。 建立一维碰撞模型，联立动量、动能方程分析求解碰撞问题。 1 素养目标 科学探究 通过小车碰撞实验数据对比，探究不同碰撞过程动能的变化规律。 经历实验观察、数据对比、归纳碰撞分类的探究过程。 科学态度与责任 能用碰撞知识解释台球、球类运动等生活现象，体会物理模型的实用价值。 养成严谨分析碰撞问题的习惯，认识碰撞模型在宏观、微观领域的应用。 Part Two 新课讲解 >>> >>> 2 新课讲解 一、弹性碰撞和非弹性碰撞 利用不同的实验装置先后进行小车碰撞实验：第一组实验在两辆小车间安装撞针和橡皮泥，碰撞后两辆小车粘在一起运动；第二组实验拿掉撞针和橡皮泥，两辆小车正常碰撞；第三组实验在小车间安装了弹性碰撞架。下表为通过三组实验数据得到的碰撞前后的总动能和总动量，请观察以下数据，寻找规律：   Ek1/J Ek2/J p1/kg·m·s-1 p2/kg·m·s-1 1 0.102 0.049 0.326 0.319 2 0.127 0.086 0.363 0.358 3 0.113 0.106 0.342 0.337 2 新课讲解 （一）弹性碰撞： 1.定义：碰撞过程中，系统总机械能保持不变的碰撞。 如钢球、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。 2.特点： ①碰撞过程中动量守恒； ②碰撞过程中机械能守恒；碰撞前、后系统动能相等； ③碰后两物体相互远离，且速度不同 2 新课讲解 2 新课讲解 3.实例 ①台球、钢球、冰壶等坚硬的宏观物体的碰撞，碰撞后动能损失很小，可近似看作弹性碰撞 ②微观粒子中，低能电子和分子等碰撞时严格的弹性碰撞 2 新课讲解 （二）非弹性碰撞 1.定义： 碰撞过程中，系统总机械能减少的碰撞。 碰撞后形变不能完全恢复，碰撞中有内能或其它形式能的产生，系统机械能减少。 2.特点： ①碰撞过程中动量守恒； ②碰撞过程中有机械能的损失；碰撞后系统的总动能小于碰撞前的总动能； ③碰后两物体速度不同，且一定相互远离； 2 新课讲解 2 新课讲解 3.实例 ①子弹射穿光滑水平面上的木块并继续运动 ②汽车追尾 2 新课讲解 3.完全非弹性碰撞： （1）在非弹性碰撞中，如果两物体碰后粘在一起，以相同的速度运动，物理学上把这种碰撞称为完全非弹性碰撞。完全非弹性碰撞是非弹性碰撞中机械能损失最多的一种。 （2）特点： ①碰撞过程中动量守恒； ②碰撞过程中机械能的损失最大，碰撞后系统的总动能小于碰撞前的总动能； ③碰后两物体相对静止，速度相同； 2 新课讲解 （3）实例 ①子弹射入木块没有穿出，子弹与木块一起运动 ②正、负离子碰撞后共同组成分子的过程也属于完全非弹性碰撞 2 新课讲解 判断碰撞类型的思路 明确研究对象 找准初、末状态 列动量守恒方程 计算碰撞前后的总动能 发生碰撞的两个（或多个）物体为系统 选正方向，确定矢量方向 总动能不变——弹性碰撞 总动能减小——非弹性碰撞 碰撞后共速——完全非弹性碰撞 2 新课讲解 那么，对于所有的碰撞，碰撞前后到底什么量会是不变的呢? 钉钉子 冰壶 打桩机打桩 2 新课讲解 二、弹性碰撞的实例分析 正碰和斜碰 对心碰撞 （正碰） 碰撞前 碰撞后 碰撞前后的速度都沿同一条直线，也称正碰。 碰撞前 碰撞后 碰撞前后的速度不在一条直线，也称斜碰。 非对心碰撞 2 新课讲解 由机械能守恒得： …… ② 联立①②得： 如图，地面光滑，物体以速度与原来静止的物体发生弹性碰撞，碰后它们的速度分别为和。 分析：由动量守恒得： …… ① 2 新课讲解 碰撞后两个物体的速度： （1）若m1等于m2 ： 则两球碰撞之后将互换速度； 静止不动； 等于小球1的初速度； 2 新课讲解 碰撞后两个物体的速度： （2）若m1大于m2 ： 则两球碰撞之后将同方向运动； 向右运动； 向右运动； 若m1远大于m2 ，即m2可忽略： 初速度； 2倍初速度； 2 新课讲解 碰撞后两个物体的速度： （2）若m1小于m2 ： 则两球碰撞之后将反方向运动； 向左运动； 向右运动； 若m1远小于m2 ，即m1可忽略： 原速反弹； 静止不动； 2 新课讲解 （1）系统动量守恒原则：碰撞前后系统的总动量守恒. （2）动能不增加原则：碰撞后系统的总动能小于或等于碰撞前系统的总动能，即系统的总动能不增加. （3）物理情景可行性原则：若碰后两物体同向运动，则碰撞后后面物体的速度一定小于或等于前面物体的速度（否则碰撞没有结束，还要发生碰撞）. 碰撞三原则 2 新课讲解 在光滑水平地面上有质量为m1、m2 的两球，分别以速度 v1、v2(v1 > v2)运动并发生对心弹性碰撞。 (1)求出碰撞后两球的速度v1′、v2′。 2 新课讲解 (3)当两球质量差异较大且v2 ＝ 0 时，两球碰撞后的速度变化情况。 (2)当两球质量相等时，两球碰撞后的速度变化情况。 当两球质量相等时，两球交换速度。 当v2 ＝ 0时，若m1≫m2，v1′＝v1，v2′＝2v1，表示球A的速度不变，球B以2v1的速度被撞出去；若m1≪m2，v1′＝－v1，v2′＝0，表示球A被反向以原速率弹回，而球B仍静止。 2 新课讲解 碰撞的可能性判断 v1 m1 m2 v2 1. 系统动量守恒： 2. 系统动能不增加： 内力远大于外力 或者 符合实际情况 3. 同向运动相碰： 且 碰后至少有一个物体要反向 Part Three 课堂练习 >>> >>> 课堂练习 3 1.如图所示，光滑水平面上有A、B两个小球，小球A的质量为2kg,小球B的质量为3kg。小球A以10m/s的速度向右运动，与静止不动的小球B发生对心碰撞，碰撞后，小球B的速率可能取值范围为( ) A.2m/s≤vB≤8m/s B.4m/s≤vB≤8m/s C.2m/s≤vB≤16m/s D.4m/s≤vB≤16m/s 课堂练习 3 1.答案：B 解析：小球A与小球B发生碰撞，碰撞结果一定在弹性碰撞和完全非弹性碰撞之间，若发生的是完全非弹性碰撞有mAv0=(mA+mB)v共，解得v共=4m/s，若发生的是弹性碰撞动量守恒mAvo=mAvA+mBvB，能量守恒 ，解得vA= -2m/s. vB=8m/s小球B的速率4m/s≤vB≤8m/s,故ACD错误、B正确。故选B。 课堂练习 3 2.如图所示，甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏，甲和他的冰车总质量为m甲=30kg,乙和他的冰车总质量为m乙=30kg,游戏时甲推着一个质量m=15kg的箱子和他一起以大小为v0=2m/s的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面滑来，为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处时，乙迅速把它抓住，若不计冰面的摩擦，为避免与乙相撞，甲将箱子推出的速度(相对地面)至少为( ) A.2.2 m/s B.5.2m/s C.6 m/s D.10 m/s 课堂练习 3 2. 答案：B 解析：设甲至少以速度v将箱子推出，推出箱子后甲的速度大小为v甲，乙抓住箱子后的速度大小为v乙，取向右为正方向，根据动量守恒，甲和箱子有(m甲+m) v0= m甲v甲+mv，乙和箱子有mv-m乙v0=(m+m乙)v乙，当甲与乙恰好不相撞时，v甲=v乙，解得v=5.2m/s，选项ACD错误，B正确。 课堂练习 3 3.在光滑水平面上有三个完全相同的小球，它们成一条直线，2、3小球静止并靠在一起，1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可能是( ) A. B. C. D. 课堂练习 3 3.答案：D 解析：由于球1与球2发生碰撞时间极短，球2的位置来不及发生变化，这样球2对球3也就无法产生力的作用，即球3不会参与此次碰撞过程而球1与球2发生的是弹性碰撞，质量又相等，故它们在碰撞中实现速度交换，碰后球1立即停止，球2速度立即变为v0;此后球2与球3碰撞，再一次实现速度交换.所以碰后球1、球2的速度为零，球3速度为v0,故ABC错误，D正确. Part Four 课堂小结 >>> >>> 课堂小结 4 弹性碰撞和 非弹性碰撞 弹性碰撞 非弹性碰撞 ①动量守恒： ②机械能不守恒： --动碰静 感谢观看 Thanks Lavf58.51.100 Lavf57.83.100 v1′＝eq \f(m1－m2v1＋2m2v2,m1＋m2) v2′＝eq \f(m2－m1v2＋2m1v1,m1＋m2) $