1.5弹性碰撞和非弹性碰撞 课件 (共16张PPT) 高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

(共16张PPT)
第一章 动量守恒定律
第5节 弹性碰撞和非弹性碰撞
1.了解弹性碰撞和非弹性碰撞。
2.会分析具体实例中的碰撞特点及类型。
3.会用动能量、能量的观点解决生产生活中与一维碰撞相关的实际问题。
学习目标
新课引入
碰撞是自然界中常见的现象。陨石撞击地球而对地表产破坏，网球受球拍撞击而改变运动状态……
思考：碰撞过程遵循什么规律呢？
物体碰撞时，通常作用时间很短,相互作用的内力很大因此，外力往往可以忽略不计，满足动量守恒条件。
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那么，在各种碰撞中能量又是如何变化的？下面我们从能量的角度研究碰撞前后物体动能的变化情况、进而对碰撞进行分类。
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一、弹性碰撞和非弹性碰撞
1.弹性碰撞：
2.非弹性碰撞：
橡皮泥球间的碰撞
系统在碰撞前后动能不变（机械能守恒）
钢球、玻璃球碰撞
系统在碰撞后动能减少（机械能减少）
完全非弹性碰撞：
碰后两物体粘在一起，动能（机械能）损失最大。
碰撞过程动量守恒，机械能不增加。
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例.如图，在光滑水平面上，两个物体的质量都是，碰撞前一个物体静止，另一个以速度向它撞去。碰撞后两个物体粘在一起，成为一个质量为的物体，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？
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设碰撞后速度为，取初速度方向为正方向。
解：
经分析可知，在碰撞过程中动量守恒。
初动量：
末动量：
由动量守恒定律：
解得：
初动能：
末动能：
碰撞后总动能有损失
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二、弹性碰撞的实例分析
如图，两个小球相碰，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。
下面我们分析一下，发生弹性碰撞的两个物体，由于质量不同，碰撞后的速度将有哪些特点。
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为使研究问题简单，我们假设物体，以速度与原来静止的物体发生正碰，如图所示。碰撞后它们的速度分别为和。
由动量守恒定律：
弹性碰撞动能不变：
解得：
(1)若，这时有
这表示第一个物体的速度由变为0，而第二个物体由静止开始运动，运动的速度等于第一个物体原来的速度。
冰壶的碰撞就属于这类情况。
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(2)若，这时有
这表示碰撞后，第一个物体的速度几乎没有改变，而第二个物体以2的速度被撞出去。
保龄球比赛中，用大号保龄球击打球瓶时，球与瓶的碰撞就类似这种情况。
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(3)若，这时有
这表示碰撞以后，第一个物体被弹了回去，以原来的速率向反方向运动，而第二个物体仍然静止。
如果用乒乓球撞击保龄球，那么就会出现这种现象：保龄球保持静止，而乒乓球以大致相同的速率被弹回。
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分类标准 种类 特点
机械能 是否守恒
碰撞前后速度是否共线
弹性碰撞
非弹性碰撞
完全非弹性碰撞
对心碰撞（正碰）
非对心碰撞（斜碰）
动量守恒，机械能守恒
动量守恒，机械能有损失
动量守恒，机械能损失最大
碰撞前后速度共线
碰撞前后速度不共线
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2.机械能不增加，即碰撞结束后总动能不增加，表达式为
或 。
1.动量守恒。
3.速度要符合情境
①碰前若同向运动，则应有 ，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 。
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或速度均为零。
碰撞遵守的原则
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特别提醒：
(1)当遇到两物体发生碰撞的问题，不管碰撞环境如何，要首先想到利用动量守恒定律。
(2)对心碰撞是同一直线上的运动过程，只在一个方向上列动量守恒方程即可，此时应注意速度正、负号的选取。

小结
弹性碰撞和
非弹性碰撞
弹性碰撞
非弹性碰撞
①动量守恒：
②机械能不守恒：
①动碰静
②动碰动