15弹性碰撞和非弹性碰撞课件高二上学期物理人教版选择性

1.5弹性碰撞和非弹性碰撞天水市第一中学碰撞是自然界中常见的现象。陨石撞击地球而对地表产生破坏，网球受球拍撞击而改变运动状态……有些碰撞碰后分开，有些碰撞碰后粘在一起；有些碰撞沿一条直线，有些碰不在一条直线上；有些碰撞过程可能机械能守恒，有些过程机械能可能不守恒……那么，在各种碰撞中能量又是如何变化的呢？一．弹性碰撞：在弹性力作用下，碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞．．举例：通常情况下的钢球、玻璃球等坚硬物体之间的碰撞及分子、原子等之间的碰撞皆可视为弹性碰撞．动量守恒碰撞前后动能不变二．非弹性碰撞．1.非弹性碰撞：受非弹性力作用，碰撞过程中机械能不守恒．2.完全非弹性碰撞：是非弹性碰撞的特例，两个物体碰撞后粘合为一体具有共同的速度，其动能损失最大的碰撞．．注：碰撞后发生永久性形变、粘在一起、摩擦生热等的碰撞往往为非弹性碰撞．vv1m1m2由动量守恒定律得：由能量守恒定律得：一维弹性碰撞的实例分析：一动碰一静动量守恒：机械能守恒:物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性碰撞，碰撞后它们的速度分别为v1'

和

v2'

。用m1、m2、v1表示v1'

和

v2'

的公式。v2’m2v1’m1v1弹性碰撞分类讨论1.当m1＝m2时，v1′＝0，v2′＝v1(质量相等，速度交换)2.当m1＞m2时，v1′＞0，v2′＞0，且v2′＞v1′(大碰小，同向跑)3.当m1＜m2时，v1′＜0，v2′＞0(小碰大，要反弹)4.当m1≫m2时，v1′＝v1，v2′＝2v1(极大碰极小，大不变，小加倍)5.当m1≪m2时，v1′＝－v1，v2′＝0(极小碰极大，小等速率反弹，大不变)碰撞三原则1.动量守恒：即p1＋p2＝p1′＋p2′2.动能不增加：即Ek1＋Ek2

≥

Ek1′＋Ek2′3.速度要合理(1)若碰前两物体同向运动，则应有v后

>

v前，碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有v前′

≥

v后′。(2)碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变。三．碰撞中的临界问题．相互作用的两个物体在很多情况下皆可当做碰撞处理，那么对相互作用中两物体相距恰“最近”、相距恰“最远”或恰上升到“最高点”等一类临界问题，求解的关键都是“速度相等”．具体分析如下：1.子弹打击木块：如图所示，质量为m的子弹以速度v0射中放在光滑水平面上的木块B，当子弹相对于木块静止不动时，子弹射入木块的深度最大，二者速度相等，此过程系统动量守恒，动能减少，减少的动能转化为内能．2.物块在木板上滑动:在图中，物体A以速度v0在放在光滑的水平面上的B物体上滑行，当A在B上滑行的距离最远时，A、B相对静止，A、B两物体的速度相等．此过程中，系统的动量守恒，动能减少，减少的动能转化为内能．

3.

弹簧类模型:在图中，光滑水平面上的A物体以速度v0去撞击静止的B物体，A、B两物体相距最近时，两物体速度相等，此时弹簧最短，其压缩量最大。此过程系统的动量守恒，动能减少，减少的动能转化为弹簧的弹性势能．4.如图所示，质量为M的滑块静止在光滑水平面上，滑块的光滑弧面底部与桌面相切，一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来．设小球不能越过滑块，则小球到达滑块的最高点时(即小球竖直方向上的速度为零)，两物体的速度肯定相等(方向为水平向右)．

答案:2随堂训练【例2】两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA=1kg，mB=2kg，vA=6m/s，vB=2m/s。当A追上B并发生碰撞后，两球速度的可能值是()

A.

vA'=5m/s，

vB'=2.5m/s

B.

vA'=2m/s，

vB'=4m/s

C.

vA'=-4m/s，

vB'=7m/s

D.

vA'=7m/s，

vB'=1.5m/s答案:B【例3】如图，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视为质点，质量相等。Q与轻质弹簧相连。设Q静止，P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞。在整个碰撞过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于(

)答案:B【例4】质量相等的三个物块在一光滑水平面上排成一直线，且彼此隔开了一定的距离，如图。具有动能E