高中物理(新教材)选修1课件3：1 5 弹性碰撞和非弹性碰撞 人教版

第一章动量守恒定律5弹性碰撞和非弹性碰撞各种碰撞现象各种碰撞现象一、碰撞1.定义：相对运动的物体相遇时，在极短的时间内他们的运动状态发生显著变化的过程。2.特点：（1）作用时间极短，相互作用力极大，F外﹥﹥F内物体在作用时间内位移可以忽略。（2）系统动量守恒（3）系统的总动能不会增加，只会EK前≥

EK后。注：相互作用力特点：在相互作用过程中，相互作用力先是急剧增大，然后在急剧减小，平均作用力很大。知识梳理3.“碰撞过程”的制约①动量制约：即碰撞过程必须受到“动量守恒定律的制约”；②动能制约：即在碰撞过程，碰撞双方的总动能不会增加；③运动制约：即碰撞过程还将受到运动的合理性要求的制约(碰前、碰后两个物体的位置关系（不穿越）和速度大小应保证其顺序合理。)动量守恒、动能不增、后者不越、变速合理如果系统在碰撞前后动能不变，这类碰撞叫作弹性碰撞（elasticcollision）1.弹性碰撞:特点：系统动量守恒，动能守恒，碰后分开。二、碰撞的分类（按照先系统的碰撞前后动能是否损失分)如果系统在碰撞后动能减少，这类碰撞叫作非弹性碰撞（inelasticcollision）。2.非弹性碰撞:特例:完全非弹性碰撞:两个物体碰撞后结为一体，系统的动能减少最多二、碰撞的分类（按照先系统的碰撞前后动能是否损失分)特点：动量守恒，动能有损失，碰后不一定分开。例1如图甲、乙所示，两个质量都是m的物体，物体B静止在光滑水平面上，物体A以速度v0正对B运动，碰撞后两个物体粘在一起，以速度v继续前进，两物体组成的系统碰撞前后的总动能守恒吗？如果不守恒，总动能如何变化？典例精析2.斜碰：碰撞前后，物体的运动方向不在同一直线上。1.正碰：碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在同一条直线上，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，也叫作对心碰撞或一维碰撞。二、碰撞的分类（再按运动形式来分）2.斜碰：碰撞前后，物体的运动方向不在同一直线上。1.正碰：碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在同一条直线上，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，也叫作对心碰撞或一维碰撞。二、碰撞的分类（再按运动形式来分）三、弹性碰撞的实例分析（正碰）特例：一动一静模型：即当v2=0时有：动量守恒：机械能守恒：A球v1B球静止

满足两个守恒(1)若m1=m2，则v1ʹ

0，v2ʹ

=

,(2)若m1>m2，则v1ʹ

0，v2ʹ

0,(3)若m1<m2，则v1ʹ

0，v2ʹ

0,等大小，交换了大碰小，一起跑小碰大，反向跑=v1>><>动量守恒：机械能守恒：(5)若m1>>m2，则v1ʹ

≈

，v2ʹ

≈

，极小碰极大，大不变，小等速反弹极大碰极小，大不变，小加倍(4)若m1<<m2，则v1ʹ

≈

，v2ʹ

≈

，

v12v1-v10被动球获得速度最大思考：现象解释--牛顿摆:你能预测会发生什么现象吗？知道这是为什么吗？提示：由于弹性正碰中动量和动能都守恒，发生了速度、动能的“传递”。在光滑的水平面上有a、b两球，其质量分别为ma、mb，两球在t0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球在碰撞前后的v－t图象如图所示，下列关系式正确的是(

)随堂练习A．ma>mb B．ma<mb

C．ma＝mb D．无法判断B在光滑的水平面上有a、b两球，其质量分别为ma、mb，两球在t0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球在碰撞前后的v－t图象如图所示，下列关系式正确的是(

)随堂练习A．ma>mb B．ma<mb

C．ma＝mb D．无法判断B2.B、C、D、E、F,5个小球并排放置在光滑的水平面上,B、C、D、E，4个球质量相等,而F球质量等于A球的质量，小于B球质量.A球以速度v0向B球运动,所发生的碰撞均为弹性碰撞,则碰撞之后()

A.5个小球静止,1个小球运动B.4个小球静止,2个小球运动C.3个小球静止,3个小球运动D.6个小球都运动C3.（多选）如图，内壁光滑圆筒竖直固定在地面上，筒内有质量分别为3m、m的刚性小球a、b，两球直径略小于圆筒内径，销子离地面的高度为h。拔掉销子，两球自由下落。若a球与地面间及a、b两球之间均为弹性碰撞，碰撞时间极短，下列说法正确的是（

）A．两球下落过程中，b对a有竖直向下的压力B．a与b碰后，a的速度为0C．落地弹起后，a能上升的最大高度为hD．落地弹起后，b能上升的最大高度为4hBD4.（多选）如图所示，竖直平面内固定有半径为R的光滑半圆形轨道，最高点M、N与圆心O在同一水平线上，质量为m的物块甲从M处由静止开始无初速释放，滑到最低点P与静止在P处的物块乙发生第一次弹性碰撞，碰撞时间很短可不计，碰后物块甲立即反向，恰能回到轨道上Q点，QP之间的竖直高度为R/4,物块甲、乙均可视为质点，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．物块乙的质量为3m B．物块乙的质量为4mC．在以后的运动中，物块甲能回到M点

D．在以后的运动中，物块甲不能回到M点AC5.如图所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，与A质量相同的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同一直线运动，则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是(

)A．A开始运动时 B．A的速度等于v时C．B的速度等于零时 D．A和B的速度相等时B按运动形式分正碰斜碰按系统动能是否损失的情况分弹性碰撞：非弹性碰撞：完全非弹性碰撞：动量守恒，动能没有损失动量守恒，动能有损失m1v1+m2v2=(m1+m2)v,动能损失最大弹性正撞满足两个守恒课堂小结备用工具&资料5.如图所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，与A质量相同的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同一直线运动，则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是(

)A．A开始运动时 B．A的速度等于v时C．B的速度等于零时 D．A和B的速度相等时B3.（多选）如图，内壁光滑圆筒竖直固定在地面上，筒内有质量分别为3m、m的刚性小球a、b，两球直径略小于圆筒内径，销子离地面的高度为h。拔掉销子，两球自由下落。若a球与地面间及a、b两球之间均为弹性碰撞，碰撞时间极短，下列说法正确的是（

）A．两球下落过程中，b对a有竖直向下的压力B．a与b碰后，a的速度为0C．落地弹起后，a能上升的最大高度为hD．落地弹起后，b能上升的最大高度为4hBD各种碰撞现象一、碰撞1.定义：相对运动的物体相遇时，在极短的时间内他们的运动状态发生显著变化的过程。2.特点：（1）作用时间极短，相互作用力极大，F外﹥﹥F内物体在作用时间内位移可以忽略。（2）系统动量守恒（3）系统的总动能不会增加，只会EK前≥

EK后。注：相互作用力特点：在相互作用过程中，相互作用力先是急剧增大，然后在急剧减小，平均作用力很大。知识梳理如果系统在碰撞后动能减少，这类碰撞叫作非弹性碰撞（inelasticcollision）。2.非弹性碰撞:特例:完全非弹性碰撞: