1.5 弹性碰撞与非弹性碰撞（共17张ppt）

(共17张PPT)
1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞
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......物体碰撞中动量的变化情况，前面已进行了研究。那么，在各种碰撞中能量又是如何变化的？
1.碰撞：物体之间在很短时间内的相互作用。
2.碰撞特点：
（1）作用时间很短
（2）内力远大于外力
（3）几乎在原始位置进行
动量守恒
一、弹性碰撞和非弹性碰撞
3、碰撞过程分析:
V
FM
FM
V0
F
F
V0
结论：① 作用力F先增大后减小
② 两球之间的距离先减小后增大
③ 动量守恒；系统减小的动能先转化为势能，势能又转 化为动能
A小球的初始速度为V0，B小球静止，且mA>mB. 在平滑的水平面上发生正碰。
（1）两球间作用力如何变化？
（2）两球运动状态如何变化？
（3）什么时候两球相距最近 系统动能和弹性势能分别有 什么特点？
（4）当弹簧恢复原长时，系统动能和弹性势能分别有什么特点？
V0
F
4、碰撞的种类:
（3） 弹性碰撞：P=P ，Ek=Ek ，两球恢复原状
（2） 非弹性碰撞：P=P ，Ek>Ek ，两球无法恢复原状
（1） 完全非弹性碰撞：VA=VB ΔEK最大，两球相距最近
例：两个物体的质量为m，碰撞前一个物体静止，另一个以速度v像它撞去。碰撞后两个物体粘在一起，成为一个质量为2m的物体，并以速度v’继续向前移动。在这次碰撞中能量守恒吗？
v
静止
m
m
v’
2m
根据动量守恒定律
碰撞后的共同速度
碰撞前的总动能
碰撞后的总动能
不守恒
1.冰球运动员甲的体重为80.0kg。当他以5.0m/s的速度向前运动时，他与另一名体重100kg、速度为3.0m/s的迎面而来的运动员乙相撞。相撞后甲恰好静止。假设碰撞时间很短，求：
（1）碰撞后乙的速度的大小；
（2）碰撞中总机械能的损失。
1.0 m/s
1400J
属于非弹性碰撞和完全非弹性碰撞
思考：如果两个球在碰撞后粘在一起，则每个球的速度分别多少？动能的损失是多少？ 一、两次分别属于什么碰撞？
一维弹性碰撞后速度的确定
v1
v1/
m1
v2/
m2
m1
m2
二、弹性碰撞的实例分析：
2.在光滑水平面上有A、B两球，其质量分别为mA和mB，两个球在t0时发生碰撞，碰撞过程中没有机械能损失，两球在碰撞前后的速度-时间如图所示，则下列关系式正确的是（ ）
A.mA>mB　　　B.mAC.mA＝mB D.无法判断
拓展：
画出mA＝mB；mA>mB这两种情况下A、B的v-t图象
理解记忆
B
④若 m1 ②若 m1 >m2 , 则 大撞小，同向跑 (如运动钢球碰撞静止玻璃球)
①若 m1 = m2，则 等质量物体弹性碰撞速度交换（如打台球）
弹性碰撞（机械能守恒）——“一动一静模型”
③若 m1 >m2 , 则
⑤若 m1 碰撞过程中系统动量守恒
弹性碰撞中没有机械能损失
若v2=0时，结论与前面的是否相同？
如果在光滑的水平面上有两个质量为m1和m2的刚性球A和B，它们以初始速度v1、v2运动，若它们能发生碰撞（为一维弹性碰撞），碰撞后它们的速度v1'和v2'分别是多少？
思考讨论
3.两个球A、B在平滑的水平面上沿相同的直线和方向运动，mA=1kg，mB=2kg，vA=6米m/s，vB=2m/s, 当球A追上B并碰撞后，两个球A和B的速度的可能值为（以两球碰撞前的运动方向为正）（ ）
A．vA′＝5 m/s，vB′＝2.5 m/s
B．vA′＝2 m/s，vB′＝4 m/s
C．vA′＝－4 m/s，vB′＝7 m/s
D．vA′＝7 m/s，vB′＝ 1.5 m/s
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A
B
1.碰撞前后动量守恒：P=mAvA+mBvB=10kg.m/s
2.如碰撞后向同方向运动，则后面物体的速度不能大于前面物体的速度．即碰撞后：A的速度减小，或反向，B的速度增大。
3.系统的总动能不能增加
B
分析碰撞问题的关键点
（1）遵守动量守恒定律
（2）系统的动能应不增加
（3）碰撞后每个物体的运动情况要符合实际情况。
碰撞可能性判断的三个依据:
——守恒
——不增
——合理
动量制约
动能制约
运动制约
1.（选择题）在一个光滑的水平面上，两球沿球心的连线以相等的速率相向而行，并发生碰撞，则以下现象可能是（ ）
A.若两球质量相同，碰撞后以某一相等的速率相互分开
B.若两球质量相同，碰撞后以某一相等的速率同向而行
C.若两球质量不同，碰撞后以某一相等速率相互分开
D.若两球质量不同，碰撞后以某一相等速率同向而行
解析：碰撞前、后两小球组成的系统总动量守恒。碰撞前和碰撞后的总动量为零，因此选项A是可能的；如果两个球在碰撞后以某一相等的速率同向而行，那么两个球的总动量不为零，因此选项B是不可能的；碰撞前、后系统的总动量方向不同，所以动量不守恒，选项C是不可能的；碰撞前、后的总动量不为零，方向可能是相同的，因此，选项D是可能的。
AD
2.如图所示，在光滑的水平面上，使用相等且相反的F1、F2同时作用于两个静止物体A、B上，已知mAA.静止 B.向右移动
C.向左移动 D.无法确定
解析：选取A、B两个物体组成的系统作为研究对象，在整个运动过程中，系统所受的合外力为零，所以动量改变量为零。初始时刻系统是静止的，总动量为零，最后粘合体的动量为零，即粘合体静止，所以选项A正确。
A
3.沙堆上有一块木块，质量Mo=5kg，木块上放一个爆竹，质量M=0.10kg。点燃爆竹后，木块落入5cm深沙中。若沙对木块运动的阻力始终为58 N，则不考虑爆竹中的火药质量和空气阻力。找出爆竹上升的最大高度。（g取10 m/s ）
解析:火药爆炸时内力远大于重力，所以爆炸时动量守恒，设v、v'分别为爆炸后爆竹和木块的速率，取向上的方向分别为正方向，
由动量守恒定律得mv-m0v'=0①
木块落入沙中，做匀减速运动到停止，其加速度为
木块做匀减速运动的初速度
②代入①式,得v=20 m/s
爆竹以初速度v做竖直上抛运动,上升的最大高度为
课堂总结
弹性碰撞和非弹性碰撞
弹性碰撞
非弹性碰撞
碰撞发生的原则