人教版高中物理选修3-5 第十六章第四节碰撞公开课教学课件共34张PPT含三个视频

海阳四中 物理组 §16.4 碰 撞 学习目标 1.能正确区分弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞 2.会应用动量、能量的知识综合分析解决一维碰撞的问题。 3.能说出对心碰撞和非对心碰撞的区别。 4.结合散射和中子的发现过程，体会动量守恒定律的普适性。 5.能运用动量守恒定律和机械能守恒定律解决一些与生活、生产相关的实际问题。 重点难点 重点：动量和能量观点在碰撞中的综合应用。 难点:一维碰撞问题的综合分析。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 情景导入： 车祸碰撞视频 1、定义：碰撞是两物体相碰，在极短的时间内运动状态发生改变的过程。 碰撞是自然界普遍的存在现象，大到宇宙中天体与天体之间的碰撞、小到微观粒子的碰撞，日常生活中我们也能随处可见各种各样的碰撞。研究碰撞对实际生产生活有很大的意义，同学们能否举例说说生活中你所见到的碰撞现象？ ： 思考：碰撞有哪些共同特征呢？ 一、 碰撞 一、碰撞 思考： 2.特点： （2）作用力特点：在碰撞过程中，相互作用力即内力先急剧增加，又急剧减小，平均作用力很大，即系统的内力远大于外力， （3）位移特点：在碰撞过程中，由于在极短的时间内物体的速度发生突变，物体发生的位移极小，可认为碰撞前后物体可处于同一位置。 （1）时间特点：在碰撞过程中，相互作用时间很短 不同碰撞过程中机械能一定守恒吗？ 故碰撞过程中动量守恒。 二、从能量角度对碰撞进行分类 思考：碰撞过程中动量守恒，机械能能守恒吗？ 7 【方案1】 实验测量，间接验证 θ2 θ1 v v0 θ1→h1→v0→ mv02/2 θ2→h2→v→ mv2/2 θ θ 【思考】如何探寻两球碰撞前后有无机械能损失？ 看两次摆角是否相同 【方案2】 ：理论论证 如图16.4-1，两个物体的质量都是m，碰撞以前一个物体静止，另一个以速度v向它撞去。碰撞以后两个物体粘在一起，成为一个质量为2 m的物体，以速度vʹ继续前进。 问题：这个碰撞过程机械能守恒吗？ 9 碰撞过程中动量守恒、机械能不守恒。 由动量守恒定律： 碰撞前系统总动能： 碰撞后系统总动能： 碰撞过程中有机械能损失 【方案2】 ：理论论证 10 二、弹性碰撞和非弹性碰撞 1、弹性碰撞：碰撞时形变能够完全恢复，没有能量损失，机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞。如钢球、玻璃球的碰撞等 2、非弹性碰撞：碰撞时形变不能完全恢复，碰撞过程中机械能不守恒，有能量损失，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。如橡皮泥之间的碰撞等 3、碰撞后形变完全不能恢复，两物体粘在一起（或以共同速度运动）的碰撞叫完全非弹性碰撞。这种碰撞机械能损失最大。 注意：碰撞过程中系统的动量一定守恒，而总机械能只能减小或不变，不能增加。 【想一想】 如图所示，质量相同的物体A和B放在光滑的水平面上，A、B之间用一根轻绳连接，开始时绳是松弛的，现突然给A以水平向右的初速度v0.（作用过程绳未断） 探讨1：物体A和B组成的系统动量是否守恒？机械能是否守恒？ 探讨2：上述物体A和B之间的作用过程可以视为哪一类碰撞？ 动量守恒，机械能不守恒 完全非弹性碰撞 A B 【练一练】 在气垫导轨上，一个质量为600g的滑块以15cm/s的速度与另一个质量为400g、速度为10cm/s方向相反的滑块迎面相碰，碰后两个滑块并在一起，求碰撞后的滑块的速度大小和方向。 解：以质量为600 g 的滑块的初速度v1的速度为正方向，根据动量守恒定律： m1 v1+ m2 v2=(m1 + m2 ) v 带入数值计算可得： v=5cm/s 即方向与质量为600 g 的滑块的初速度方向相同。 13 三、对弹性碰撞的讨论 近代物理学中，经常遇到的是微观粒子间的碰撞。微观粒子之间的力是保守力，碰撞时没有能量损失，所以我们重点研究弹性碰撞。 弹性碰撞的特例 假设物体m1以速度v1与原来静止的物体m2碰撞，碰后它们的速度分别为 v1 ʹ和v2 ʹ 。我们的任务是得出用m1 、m2 、v1表达 v1 ʹ和v2 ʹ 的公式。 思考与讨论 如何进行求解呢？ 三、对弹性碰撞的讨论 15 【讨论1】 碰撞过程遵从什么物理规律？如何进行列式求解？ 动量守恒定律和机械能守恒定律 【数据计算 】 v1 v1/ m1 v2/ m2 m1 m2 【讨论2】 两个物体的质量大小对碰后的速度影响如何？ 【归纳总结】 质量相同，碰后交换速度 大碰小：碰后速度要同向，速度小的在后面 小碰大：小反弹，大不动。 【思考】 如果刚才的题目换成质量为m1以速度v1与原来