高中物理人教版选修3-5　16.4　碰撞（22张PPT＋视频）

第十六章 动量守恒定律 § 4 碰 撞 山东省招远第一中学 孙玉川 学习目标 1．了解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞。 2．了解对心碰撞和非对心碰撞。 3．了解微观粒子的碰撞---散射，体会理论对实践的指导作用，进一步理解动量守恒定律的普适性。 4．会应用动量和能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题。 复习提问 2、动量守恒定律成立的条件是什么？ 动量守恒定律成立的条件 ： ⑴系统不受外力或者所受外力之和为零； ⑵系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计； ⑶系统在某一个方向上所受的合外力为零，则该方向上动量守恒。 ⑷全过程的某一阶段系统受的合外力为零，则该阶段系统动量守恒。 1、动量守恒定律的内容及表达式是什么？ 如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。 新课导入 碰撞过程的特点是什么？ (1)时间特点： (2)相互作用力特点： 很短 很大 碰撞过程瞬间发生，相互作用力极大，内力远大于外力，所以碰撞过程动量守恒。 新课讲授 一、弹性碰撞和非弹性碰撞 1. 弹性碰撞：如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞。 例如钢球、玻璃球的碰撞 2. 非弹性碰撞：如果碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。 例如木制品、橡皮泥球的碰撞 说明：碰撞后两物体连在一起运动，这类碰撞叫完全非弹性碰撞。 此类碰撞是非弹性碰撞中的一种特殊形式，系统机械能损失最多。 3. 弹性碰撞的规律 ʋ1 ʋ2 = 0 地面光滑 若 m1 = m2，则 ʋ1ʹ = 0、ʋ2ʹ = ʋ1，相当于两球交换速度 (5) 若 m1 >> m2 ， 则 ʋ1ʹ = v1， ʋ2ʹ = 2ʋ1 （质量大的球速度不变，小的球2倍速运动） (2) 若 m1 > m2， 则 ʋ1ʹ > 0，且 ʋ2ʹ一定大于 0（两球同向运动, 且ʋ2ʹ > ʋ1ʹ ） (3) 若 m1 < m2 ， 则 ʋ1ʹ < 0，且 ʋ2ʹ一定大于 0（质量小的球反弹） (4) 若 m2 >> m1 ， 则 ʋ1ʹ = v1， ʋ2ʹ = 0（质量小的球原速率反弹，质量大的球不动） 4. 非弹性碰撞 ʋ1 ʋ2 地面光滑 5. 完全非弹性碰撞 ʋ1 ʋ2 地面光滑 例1 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 典例探究 分析讲解： 碰撞过程动量守恒, 知:A、B、C都满足. ，知:A、B、C也都满足. 总动能不能增加，即 得:只有A正确了 1. 动量守恒； 2. 动能不会增加； 3. 符合实际情况。如运动方向一致时，碰撞后，后边物体的速度不大于前边物体的速度，即不能发生二次碰撞。或者碰撞后两物体向相反的方向运动，只能是背道而驰，绝不可以对头“顶牛”。 判断碰撞过程能否发生的依据 提升 二、对心碰撞和非对心碰撞 1. 对心碰撞 如图所示，一个运动的球与一个静止的球碰撞，碰撞之前球的运动速度与两球心在同一直线上，碰撞之后两球的速度仍会沿着这条直线。这种碰撞称为正碰，也叫对心碰撞。 2. 非对心碰撞 一个运动的球与一个静止的球碰撞，碰撞之前球的运动速度与两球心的连线不在同一条直线上，碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线。这种碰撞称为非对心碰撞。也叫斜碰。 三、散 射 与宏观物体碰撞不同的是，微观粒子相互接近时并不发生直接碰撞，因此微观粒子的碰撞又叫做散射。由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小，所以多数粒子在碰撞后飞向四面八方。 金箔原子对粒子的散射 由于原子之间强大的相互作用，碰撞时原子相当于质量极大的物体，不会移动。 1. 在光滑水平面上，动能为 E0 ，动量大小为 p0 的小钢球 1 与静止的小钢球 2 发生碰撞，碰撞前后球 1 的运动方向相反，将碰后球 1 的动能和动量大小分别记为 E1、p1，球 2 的动能和动量大小分别记为 E2、p2，则必有 ( ) A. E1 < E0 B. p1 < p0 C. E2 > E0