人教版（2019）选择性必修第一册 1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞课件(共16张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）选择性必修第一册 1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞课件(共16张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 7.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-05-23 15:29:41 | ||
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文档简介
(共16张PPT)
5
弹性碰撞和非弹性碰撞
陨石撞地球
球拍打网球
碰撞是自然界常见的现象。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？
问题
两辆小车都放在滑轨上，用一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车，碰撞后两辆小车粘在一起运动。小车的速度用滑轨上的光电计时器测量。
实验
实验结论：
此实验中两辆小车碰撞前后，系统动能减少.
0.205
0.098
0.223
0.087
0.235
0.127
如图滑轨上有两辆安装了弹性碰撞架的小车，它们发生碰撞后改变了运动状态。测量两辆小车的质量以及它们碰撞前后的速度，研究碰撞前后总动能的变化情况。
实验
通过实验可以发现，在上述实验条件下，碰撞前后总动能基本不变。
实验结论：
0.011J
0.011J
如果系统在碰撞前后动能不变，这类碰撞叫作弹性碰撞。
弹性碰撞和非弹性碰撞
滑块碰撞后分开
弹性碰撞
授课
钢球、玻璃球碰撞时，动能损失很小，它们的碰撞可以看作弹性碰撞。
2.非弹性碰撞:
如果系统在碰撞后动能减少，这类碰撞叫作非弹性碰撞。
1.弹性碰撞:
特点：碰撞时物体的形变是弹性形变
特点：碰撞时物体的形变是非弹性形变
如图，在光滑水平面上，两个物体的质量都是m，碰撞前一个物体静止，另一个以速度v 向它撞去。碰撞后两个物体粘在一起，成为一个质量为2m 的物体，以一定速度继续前进。碰撞后该系统的总动能是否会有损失？
m
例题
如图，在光滑水平面上，两个物体的质量都是m，碰撞前一个物体静止，另一个以速度v 向它撞去。碰撞后两个物体粘在一起，成为一个质量为2m 的物体，以一定速度继续前进。碰撞后该系统的总动能是否会有损失？
m
解 :根据动量守恒定律， 2mv′＝ mv，则v′＝ v
碰撞前的总动能 E k ＝ mv2
碰撞后的总动能 E k ′＝ （2m）v′2＝ E k
可见，碰撞后系统的总动能小于碰撞前系统的总动能。
非弹性碰撞的特例
完全非弹性碰撞
例题
碰撞后两物体合为一体或者具有共同速度，这种碰撞动能损失最大，称为完全非弹性碰撞。
特点：碰撞时物体的形变是非弹性形变，系统动量守恒，动能损失最大。
授课
3.完全非弹性碰撞:
对心碰撞：碰撞前后速度都沿同一条直线，即正碰
非对心碰撞：碰撞前后速度不沿同一条直线
v'1
m1
m2
v'2
v1
m1
m2
v1
m1
m2
v'1
m1
m2
v'2
碰撞的种类（从碰撞前后轨迹分类）
教授
弹性碰撞的实例分析：一动碰一静
碰前：m1速度v1，m2静止
碰后：m1速度v1′，m2速度v2 ′
动量守恒：
动能守恒：
m1
m2
m1
m2
v1
v1'
v2'
解得：
探究
1.若m1=m2时
2.若m1>>m2时
3.若m1<弹性碰撞的实例分析：一动碰一静
牛顿摆
保龄球击打球瓶
乒乓球撞篮球
讨论
1.系统动量守恒原则：碰撞前后系统的总动量守恒.
2.动能不增加原则：碰撞后系统的总动能小于或等于碰撞前系统的总动能，即系统的总动能不增加.
3.物理情景可行性原则：
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′。（否则碰撞没有结束，还要发生碰撞）
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。
v1
m1
m2
v1′
m1
m2
v2′
碰撞三原则
规律
速度为 10 m/s 的塑料球与静止的钢球发生正碰，钢球的质量是塑料球的 4 倍，碰撞是弹性的，求碰撞后两球的速度。
课后习题
速度为 10 m/s 的塑料球与静止的钢球发生正碰，钢球的质量是塑料球的 4 倍，碰撞是弹性的，求碰撞后两球的速度。
答：以塑料球初速度的方向为正，设碰撞后塑料球和钢球的速度分别为 v′1 、 v′2，质量分别为 m1、m2，两球发生弹性碰撞，动量守恒，且机械能守恒，因此有：v′1＝ ，v′2＝ ，因为钢球的质量是塑料球的四倍，则有 4m1＝m2 ，代入数据解得： v′1＝－ v1＝－6m/s ， v′2＝ v1＝4 m/s 。
课后习题
在气垫导轨上，一个质量为 400 g 的滑块以 15 m/s 的速度与另一个质量为 200 g、速度为 10 m/s 并沿相反方向运动的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块粘在一起。
（1）求碰撞后滑块速度的大小和方向；
（2）这次碰撞，两滑块共损失了多少机械能？
课后习题
在气垫导轨上，一个质量为 400 g 的滑块以 15 m/s 的速度与另一个质量为 200 g、速度为 10 m/s 并沿相反方向运动的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块粘在一起。
（1）求碰撞后滑块速度的大小和方向；
（2）这次碰撞，两滑块共损失了多少机械能？
课后习题
答：（1）两滑块组成的系统动量守恒，以 0.4 kg的滑块运动的方向为正方向。由动量守恒定律可得：m1v1－m2v2＝(m1＋m2)v′，代入数据解得 v′＝ cm/s＝6.7 cm/s
（2）ΔE＝ m1v12＋ m2v22－(m1＋m2)v′2，
代入数据解得： ΔE＝4.2×10-3J
5
弹性碰撞和非弹性碰撞
陨石撞地球
球拍打网球
碰撞是自然界常见的现象。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？
问题
两辆小车都放在滑轨上，用一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车，碰撞后两辆小车粘在一起运动。小车的速度用滑轨上的光电计时器测量。
实验
实验结论：
此实验中两辆小车碰撞前后，系统动能减少.
0.205
0.098
0.223
0.087
0.235
0.127
如图滑轨上有两辆安装了弹性碰撞架的小车，它们发生碰撞后改变了运动状态。测量两辆小车的质量以及它们碰撞前后的速度，研究碰撞前后总动能的变化情况。
实验
通过实验可以发现，在上述实验条件下，碰撞前后总动能基本不变。
实验结论：
0.011J
0.011J
如果系统在碰撞前后动能不变，这类碰撞叫作弹性碰撞。
弹性碰撞和非弹性碰撞
滑块碰撞后分开
弹性碰撞
授课
钢球、玻璃球碰撞时，动能损失很小，它们的碰撞可以看作弹性碰撞。
2.非弹性碰撞:
如果系统在碰撞后动能减少，这类碰撞叫作非弹性碰撞。
1.弹性碰撞:
特点：碰撞时物体的形变是弹性形变
特点：碰撞时物体的形变是非弹性形变
如图，在光滑水平面上，两个物体的质量都是m，碰撞前一个物体静止，另一个以速度v 向它撞去。碰撞后两个物体粘在一起，成为一个质量为2m 的物体，以一定速度继续前进。碰撞后该系统的总动能是否会有损失？
m
例题
如图，在光滑水平面上，两个物体的质量都是m，碰撞前一个物体静止，另一个以速度v 向它撞去。碰撞后两个物体粘在一起，成为一个质量为2m 的物体，以一定速度继续前进。碰撞后该系统的总动能是否会有损失？
m
解 :根据动量守恒定律， 2mv′＝ mv，则v′＝ v
碰撞前的总动能 E k ＝ mv2
碰撞后的总动能 E k ′＝ （2m）v′2＝ E k
可见，碰撞后系统的总动能小于碰撞前系统的总动能。
非弹性碰撞的特例
完全非弹性碰撞
例题
碰撞后两物体合为一体或者具有共同速度，这种碰撞动能损失最大，称为完全非弹性碰撞。
特点：碰撞时物体的形变是非弹性形变，系统动量守恒，动能损失最大。
授课
3.完全非弹性碰撞:
对心碰撞：碰撞前后速度都沿同一条直线，即正碰
非对心碰撞：碰撞前后速度不沿同一条直线
v'1
m1
m2
v'2
v1
m1
m2
v1
m1
m2
v'1
m1
m2
v'2
碰撞的种类（从碰撞前后轨迹分类）
教授
弹性碰撞的实例分析：一动碰一静
碰前：m1速度v1，m2静止
碰后：m1速度v1′，m2速度v2 ′
动量守恒：
动能守恒：
m1
m2
m1
m2
v1
v1'
v2'
解得：
探究
1.若m1=m2时
2.若m1>>m2时
3.若m1<
牛顿摆
保龄球击打球瓶
乒乓球撞篮球
讨论
1.系统动量守恒原则：碰撞前后系统的总动量守恒.
2.动能不增加原则：碰撞后系统的总动能小于或等于碰撞前系统的总动能，即系统的总动能不增加.
3.物理情景可行性原则：
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′。（否则碰撞没有结束，还要发生碰撞）
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。
v1
m1
m2
v1′
m1
m2
v2′
碰撞三原则
规律
速度为 10 m/s 的塑料球与静止的钢球发生正碰，钢球的质量是塑料球的 4 倍，碰撞是弹性的，求碰撞后两球的速度。
课后习题
速度为 10 m/s 的塑料球与静止的钢球发生正碰，钢球的质量是塑料球的 4 倍，碰撞是弹性的，求碰撞后两球的速度。
答：以塑料球初速度的方向为正，设碰撞后塑料球和钢球的速度分别为 v′1 、 v′2，质量分别为 m1、m2，两球发生弹性碰撞，动量守恒，且机械能守恒，因此有：v′1＝ ，v′2＝ ，因为钢球的质量是塑料球的四倍，则有 4m1＝m2 ，代入数据解得： v′1＝－ v1＝－6m/s ， v′2＝ v1＝4 m/s 。
课后习题
在气垫导轨上，一个质量为 400 g 的滑块以 15 m/s 的速度与另一个质量为 200 g、速度为 10 m/s 并沿相反方向运动的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块粘在一起。
（1）求碰撞后滑块速度的大小和方向；
（2）这次碰撞，两滑块共损失了多少机械能？
课后习题
在气垫导轨上，一个质量为 400 g 的滑块以 15 m/s 的速度与另一个质量为 200 g、速度为 10 m/s 并沿相反方向运动的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块粘在一起。
（1）求碰撞后滑块速度的大小和方向；
（2）这次碰撞，两滑块共损失了多少机械能？
课后习题
答：（1）两滑块组成的系统动量守恒，以 0.4 kg的滑块运动的方向为正方向。由动量守恒定律可得：m1v1－m2v2＝(m1＋m2)v′，代入数据解得 v′＝ cm/s＝6.7 cm/s
（2）ΔE＝ m1v12＋ m2v22－(m1＋m2)v′2，
代入数据解得： ΔE＝4.2×10-3J