【教科版选修3-5】高中物理：14《动量守恒定律的应用(第5课时)》课件

高中物理·选修3-5·教科版1.3动量守恒定律的应用第三课时几个碰撞问题的定量分析12024/3/31高中物理·选修3-5·教科版1.3动量守恒定律的应用第三[目标定位]

1.进一步理解弹性碰撞和非弹性碰撞，会用动量和能量的观点综合分析解决一维碰撞问题.2.了解动量守恒定律在研究粒子物理中的重要作用．22024/3/31[目标定位]1.进一步理解弹性碰撞和非弹性碰撞，会用动量和一、碰撞的特点1．经历的时间_____；2．相互作用力_____，物体速度变化_____．二、碰撞的分类m1v1′＋m2v2′守恒守恒很短很大明显32024/3/31一、碰撞的特点m1v1′＋m2v2′守恒守恒很短很大明显323．完全非弹性碰撞：碰后两物体粘在一起，碰撞过程中两物体的总动量_____，动能损失最大.守恒减少m1v1′＋m2v2′守恒42024/3/313．完全非弹性碰撞：碰后两物体粘在一起，碰撞过程中两物体的总一、对碰撞问题的理解1．碰撞 (1)碰撞时间非常短，可以忽略不计． (2)碰撞过程中内力往往远大于外力，系统所受外力可以忽略不计，所以系统的动量守恒．2．三种碰撞类型 (1)弹性碰撞

动量守恒：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′52024/3/31一、对碰撞问题的理解52024/3/31推论：质量相等，大小、材料完全相同的弹性小球发生弹性碰撞，碰后交换速度．即v1′＝0，v2′＝v1(2)非弹性碰撞动量守恒：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′机械能减少，损失的机械能转化为内能|ΔEk|＝Ek初－Ek末＝Q62024/3/31推论：质量相等，大小、材料完全相同的弹性小球发生弹性碰撞，碰(3)完全非弹性碰撞动量守恒：m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v共碰撞中机械能损失最多72024/3/31(3)完全非弹性碰撞72024/3/31【例1】质量分别为300g和200g的两个物体在无摩擦的水平面上相向运动，速度分别为50cm/s和100cm/s. (1)如果两物体碰撞并粘合在一起，求它们共同的速度大小； (2)求碰撞后损失的动能； (3)如果碰撞是弹性碰撞，求两物体碰撞后的速度大小．

答案

(1)0.1m/s

(2)0.135J (3)0.7m/s

0.8m/s82024/3/31【例1】质量分别为300g和200g的两个物体在无摩擦解析

(1)令v1＝50cm/s＝0.5m/s，v2＝－100cm/s＝－1m/s，设两物体碰撞后粘合在一起的共同速度为v，由动量守恒定律得m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v，代入数据解得v＝－0.1m/s，负号表示方向与v1的方向相反．92024/3/3192024/3/31102024/3/31102024/3/31针对训练

(2014·江苏卷)牛顿的《自然哲学的数学原理》中记载，A、B两个玻璃球相碰，碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比总是约为15∶16.分离速度是指碰撞后B对A的速度，接近速度是指碰撞前A对B的速度．若上述过程是质量为2m的玻璃球A以速度v0碰撞质量为m的静止玻璃球B，且为对心碰撞，求碰撞后A、B的速度大小．112024/3/31针对训练(2014·江苏卷)牛顿的《自然哲学的数学原理》中122024/3/31122024/3/31二、弹性正碰模型及拓展应用 (1)若m1＝m2的两球发生弹性正碰，v1≠0，v2＝0，则碰后v1′＝0，v2′＝v1，即二者碰后交换速度． (2)若m1≫m2，v1≠0，v2＝0，则二者弹性正碰后，v1′＝v1，v2′＝2v1.表明m1的速度不变，m2以2v1的速度被撞出去．

132024/3/31二、弹性正碰模型及拓展应用132024/3/312．如果两个相互作用的物体，满足动量守恒的条件，且相互作用过程初、末状态的总机械能不变，广义上也可以看成是弹性碰撞．(3)若m1≪m2，v1≠0，v2＝0，则二者弹性正碰后，v1′＝－v1，v2′＝0.表明m1被反向以原速率弹回，而m2仍静止．142024/3/31(3)若m1≪m2，v1≠0，v2＝0，则二者弹性正碰后，1【例2】如图1－5－1所示，ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道，BC段水平，AB段与BC段平滑连接，质量为m1的小球从高为h处由静止开始沿轨道下滑，与静止在轨道BC段上质量为m2的小球发生碰撞，碰撞后两球的运动方向处于同一水平线上，且在碰撞过程中无机械能损失．求碰撞后小球m2的速度大小v2.图1－5－1152024/3/31【例2】如图1－5－1所示，ABC为一固定在竖直平面内的光162024/3/31162024/3/31借题发挥对于物理过程较复杂的问题，应注意将复杂过程分解为若干简单的过程(或阶段)，判断在哪个过程中系统动量守恒，哪一个过程机械能守恒或不守恒，但能量守恒定律却对每一过程都适用．172024/3/31借题发挥对于物理过程较复杂的问题，应注意将复杂过程分解为若【例3】如图1－5－2所示，在光滑水平面上停放质量为m装有弧形槽的小车．现有一质量也为m的小球以v0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦)，到达某一高度后，小球又返回小车右端，则 (

)图1－5－2182024/3/31【例3】如图1－5－2所示，在光滑水平面上停放质量为m装有答案

ACD解析小球到达最高点时，小车和小球相对静止，且水平方向总动量守恒，小球离开车时类似完全弹性碰撞，两者速度完成互换，故选项A、C、D都是正确的．192024/3/31答案ACD192024/3/31三、碰撞需满足的三个条件1．动量守恒，即p1＋p2＝p1′＋p2′.3．速度要符合情景：碰撞后，原来在前面的物体的速度一定增大，且原来在前面的物体的速度大于或等于原来在后面的物体的速度，即v前′≥v后′，否则碰撞不会结束．202024/3/31三、碰撞需满足的三个条件202024/3/31【例4】

(2014·福建师大附中高二期末)如图1－5－3所示质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6m/s，B球的速度是－2m/s，不久A、B两球发生了对心碰撞．对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的哪一种猜测结果一定无法实现的是(

)图1－5－3212024/3/31【例4】(2014·福建师大附中高二期末)如图1－5－3所A．vA′＝－2m/s，vB′＝6m/sB．vA′＝2m/s，vB′＝2m/sC．vA′＝1m/s，vB′＝3m/sD．vA′＝－3m/s，vB′＝7m/s答案

D222024/3