新教材高中物理第1章动量及其守恒定律第4节弹性碰撞与非弹性碰撞课件鲁科版选择性必修第一册

1、第4节弹性碰撞与非弹性碰撞1.知道碰撞的分类及掌握弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点。2.通过实例分析弹性碰撞和非弹性碰撞,并知道其不同情况下的结果。3.会用动量、能量的观点综合分析解决一维碰撞问题。1.碰撞的特点:碰撞时相互作用时间很短,碰撞物体间的作用力外力,系统的动量守恒。2.从能量角度分类(1)弹性碰撞(又称完全弹性碰撞):碰撞过程中机械能。(2)非弹性碰撞:碰撞过程中机械能。(3)完全非弹性碰撞:碰撞后合为一体,这种碰撞动能损失。1 |不同类型的碰撞远大于守恒不守恒最大1.碰撞分析碰撞过程守恒、动量守恒。质量分别为m1、m2的小球发生弹性正碰,碰撞前v10,v2=0,则碰后两

2、球速度分别为v1=v1,v2=。2.碰撞结果讨论(1)若m1=m2时,两球发生弹性正碰后,v1=0,v2=,即二者碰撞后交换速度。(2)若m1m2时,两球发生弹性正碰后,v10,v2,碰撞后两球都向前运动。(3)若m1m2时,两球发生弹性正碰后,v1,碰撞后入射小球被反弹回来。2 |弹性碰撞1.非弹性碰撞动量守恒,存在损失。2.若碰后物体都以共同速度运动,碰撞中机械能损失最大,为 碰撞。3 |非弹性碰撞机械能v1v100机械能完全非弹性1.发生碰撞的两个物体,动量是守恒的。()2.发生碰撞的两个物体,机械能是守恒的。()判断正误，正确的画“ ” ，错误的画“ ” 。提示:在非弹性碰撞中机械能不

3、守恒。3.碰撞后两个物体粘在一起,碰撞中动量是守恒的,但机械能损失是最大的。()4.与静止的小球发生弹性碰撞时,入射小球碰后的速度不可能大于其入射速度。()5.两球发生弹性正碰时,两者碰后交换速度。()提示:质量相等的两球发生弹性正碰时,两者碰后才交换速度。1 |弹性碰撞的处理情境在光滑水平面上,一个质量为m1、速度为 v1的小球, 与另一个质量为m2 静止的小球发生弹性碰撞。 设问1.两个物体发生碰撞,碰撞物体组成的系统动量是否守恒?提示:在光滑水平面上发生碰撞的两物体组成的系统合外力等于零,系统满足动量守恒。2.若水平面不光滑,碰撞物体组成的系统动量是否守恒?提示:动量守恒,因为碰撞时间极

4、短,内力远大于外力,系统满足动量守恒。3.弹性碰撞有什么特点?提示:碰撞过程中系统内无机械能损失。拔高问题4.情境中,碰撞以后两个小球的速度v1和v2分别为多少?试推导说明。提示:两个小球发生弹性碰撞,由动量守恒定律和机械能守恒定律可得m1v1=m1v1+m2v2m1=m1v12+m2v22联立以上两式解得v1=v1v2=v15.结合“碰撞前v10,v2=0”的弹性碰撞结果:v1=v1,v2=v1,思考分析当两小球质量相差悬殊时,二者弹性碰撞后会出现什么结果?提示:若m1m2,则v1=v1,v2=2v1,表明质量为m1的小球的速度不变,质量为m2的小球以2v1的速度被撞出去;若m1m2,则v1

5、=-v1,v2=0,表明质量为m1的小球被反向以原速率弹回,而质量为m2的小球仍静止。 两个运动小球发生弹性碰撞后速度的推导如图所示,在一光滑水平面上有两个质量分别为m1、m2的刚性小球A和B,分别以初速度v1、v2运动并发生碰撞,碰撞前速度如下图所示,碰后的速度分别为v1和v2。 2 |分析碰撞问题的“三个原则”情境如图所示的A、B两球在水平光滑直轨道上同向运动,已知它们的动量分别是pA=5 kgm/s,pB=7 kgm/s。A从后面追上B并发生碰撞,碰后B的动量pB=10 kgm/s。 设问1.若A从后面追上B并发生碰撞,则A、B的质量关系满足什么?提示:要使A追上B,则必有vAvB,即,解得mB1.4mA。2.若碰后B的动量pB=10 kgm/s,则碰后A的动量是多少?两小球如何运动?提示:由碰撞中动量守恒可求得pA=2 kgm/s,碰后pA、pB均大于0,表示碰后同向运动。3.结合碰后两小球的运动状态,分析A、B的质量关系满足什么?提示:因碰后同向运动,则应有vBvA,即,则mB5mA。拔高问题4.结合上述分析,我们能否得出A、B的质量关系一定满足1.4mAv前,否则无法实现碰撞。碰撞后,原来在前的物体的速度一定增大,且原来在前的物体的速度大于或等于原来在后的物体的速度