1.4 弹性碰撞和非弹性碰撞-高二物理鲁科版选择性必修第一册同步课件(共19张PPT)

(共19张PPT)
第一章 动量及其守恒定律
4.弹性碰撞和非弹性碰撞
教学目标
CONTENT
01
02
03
了解对心碰撞和
非对心碰撞的概念
能用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题
知道弹性碰撞和
非弹性碰撞的概念
陨石撞击地球
网球受球拍撞击
新课引入
碰撞是自然界中常见的现象。物体碰撞后可能的运动状态多种多样，这些不同类型的碰撞中除了系统动量守恒之外，能量变化又有什么特点？
本节我们将学习不同类型的碰撞。
不同类型的碰撞
一
知能提升
1.定义：两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非常大的相互作用。
2.特点：
系统内力远大于外力
相互作用时间极短
3.碰撞的分类：
弹性碰撞：形变完全恢复，动量守恒、机械能守恒
非弹性碰撞：形变不能完全恢复，动量守恒、机械能有损失
完全非弹性碰撞：碰后粘在一起，动量守恒、机械能损失最大
实验与探究
质量相等的两个钢球相碰
质量不相等的两个钢球相碰
注意观察碰撞后两小球的状态和上升的高度
由机械能守恒得： m1v12 = m1v1′ 2 m2v2′ 2 ②
分析：由动量守恒得：m1v1 0 = m1v1′ m2v2′ ①
联立①②得：
m1
v1
m2
如图，地面光滑，物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性碰撞，碰后它们的速度分别为v1′和。
v1′ = v1
v2′ = v1
理论推导
①若m1=m2，得：v1′ = 0；v2′ = v1， 则：两小球交换速度.
②若，得：v1′ v1；v2′ 2v1， 则：m1速度几乎不变，
以近乎两倍的速度被撞出去.
③若，得： 0， 则：m1几乎以原速弹回，
几乎不动.
弹性碰撞
二
知能提升
m1
v1
m2
如图，地面光滑，物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性碰撞，碰后它们的速度分别为v1′和。
v1′ = v1
v2′ = v1
非弹性碰撞
三
知能提升
完全非弹性碰撞机械能损失最大
非弹性碰撞存在机械能损失
如图所示，质量均为m的物体B、C静止在光滑水平面的同一直线上，一质量为m0的子弹A以速度v射入物体B并嵌入其中。随后它们与C发生弹性碰撞，求碰撞后B、C的速度。
A射入B： mv＝(m0+m)v′
迁移
B与C碰撞： (m0+m) v′＝ (m0+m) v1 +mv2
相当于完全非弹性碰撞
(m0+m) v′2＝ (m0+m) v12+ mv22
弹性碰撞
例.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？
解: 根据动量守恒定律， 2mv′＝mv，则
碰撞前的总动能
碰撞后的总动能
碰撞后系统的总动能有损失
典例精析
一、不同类型的碰撞
二、弹性碰撞
课堂小结
三、非弹性碰撞
1.如图所示，光滑水平面上P物体与一个连着弹簧的Q物体正碰，碰撞后P物体静止，Q物体以P物体碰撞前速度v离开，已知P与Q质量相等，弹簧质量忽略不计，那么当弹簧被压缩至最短时，下列的结论中正确的应是(　　)
A．P的速度恰好为零 B．P与Q具有相同速度
C．Q刚开始运动 D．Q的速度等于v
B
跟踪练习
解析：弹簧压缩最短时，P与Q相距最近，当P与Q速度相等时，相距最近，所以B正确。
根据动量守恒mv+0=（m+m）v共
，CD错误
2.质量为ma＝1 kg，mb＝2 kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞，碰撞前后两球的位移—时间图像如图所示，则可知碰撞属于(　　)
A．弹性碰撞　　　　　B．非弹性碰撞
C．完全非弹性碰撞 D．条件不足，不能确定
A
解析：由图可知碰前：va=3 m/s，vb=0
碰后：va ′ =-1m/s，vb ′ =2 m/s
碰前动能：mava2+0=4.5J
碰后动能：ma va′ 2+mb vb ′ 2=4.5J
碰撞过程无机械能损失，是弹性碰撞
3.如图，材料的种类未定，但是质量相等的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(　　)
A．vA′＝－2 m/s，vB′ ＝6 m/s
B．vA′ ＝2 m/s，vB′ ＝2 m/s
C．vA′ ＝1 m/s， vB′ ＝3 m/s
D．vA′ ＝－3 m/s，vB′ ＝7 m/s
D
解析：碰撞过程要满足动量守恒、机械能不增加.
A、B、C选项都满足动量守恒，机械能不增加，正确。
D选项满足动量守恒，但碰撞后机械能增加了，错误。
4.如图所示，动量分别为pA＝12 kg·m/s、pB＝13 kg·m/s的两个小球A、B在光滑的水平面上沿同一直线向右运动，经过一段时间后两球发生正碰，分别用ΔpA、ΔpB表示两小球动量的变化量．则下列选项可能正确的是(　　)
A．ΔpA＝－3 kg·m/s、ΔpB＝3 kg·m/s
B．ΔpA＝－2 kg·m/s、ΔpB＝2 kg·m/s
C．ΔpA＝－24 kg·m/s、ΔpB＝24 kg·m/s
D．ΔpA＝3 kg·m/s、ΔpB＝－3 kg·m/s
选项C：碰撞后pA＝-12 kg·m/s、pB＝37 kg·m/s，机械能增加了，C错误.
可知碰后A的动量增加，B的动量减小，由于碰撞过程中，A受到向左的冲力，B受到向右的冲力，所以A、B仍沿原方向运动时，A的动量应减小，B的动量应增加，因此这组数据是不可能的，故D错误．
解析：碰撞过程要满足动量守恒、机械能不增加。
选项A：满足动量守恒，碰前动能：+ ，碰后动能：
，碰撞过程机械能不增加，A可能，同理B正确.
答案：AB
5.在一光滑水平面上，一动能为Ek、质量为m的小球甲与质量为2m的静止小球乙发生弹性碰撞，下列说法正确的是( )
A.碰撞前小球甲的速度大小为
B.碰撞过程中小球甲损失的动能为 Ek
C.碰撞过程中小球甲受到的合力冲量大小为
D.碰撞过程中小球乙动量的变化量大小为
ABC
mv2得：v
v=- v ，vv= v
ΔEk
I m（- v）
本节内容结束