1.5弹性碰撞和非弹性碰撞课件（共22张PPT）高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

(共22张PPT)
第一章 动量守恒定律
1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞
新课引入:
一.碰撞
1.概念：物体之间在极短时间内的相互作用。它们的运动状态发生显著变化，这个过程就可称为碰撞。
2.碰撞的特点：
（1）作用时间极短
（2）内力远大于外力
（3）几乎在原位置进行
动量守恒
1）正碰：
二、碰撞的分类：（按碰撞的方向性划分）
2）斜碰：
对心碰撞
一维碰撞
非对心碰撞
二维碰撞
碰撞的分类 按能量的转化关系：
①弹性碰撞：
②非弹性碰撞：
③完全非弹性碰撞：
Ek1= Ek2　 （能够完全恢复形变）
Ek1＞ Ek2（不能够完全恢复形变）
Ek损失最大（粘合在一起运动）
假设物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性碰撞,碰撞后他们的速度分别为v1’和v2’ 。求出用m1、 m2 、v1 来表示v1’和v2’的表达式。
v1
v1'
m1
v2'
m2
m1
m2
动量守恒：
机械能守恒：
弹性碰撞 (elastic collision)
若 m1 = m2，则 v1 0，v2 = ,
(2) 若 m1 > m2， 则 v1 0， v2 0,
(3) 若 m1 < m2，则 v1 0，v2 0,
等大小，交换速度
大碰小，一起跑
小碰大，反向跑
=
v1
>
>
<
>
讨论：
(5) 若 m1>>m2 ，则v1 ≈ ，v2 ≈ ，
极小碰极大，大不变，小等速反弹
极大碰极小，大不变，小加倍
(4)若m1<v1
2v1
-v1
0
被动球获得速度最大
v
静止
m
m
v’
2m
非弹性碰撞 (inelastic collision)
如果系统在碰撞后动能减少，这类碰撞叫作非弹性碰撞
完全非弹性碰撞
碰撞的特点是碰后粘在—起(或碰后具有共同的速度)，其动能损失最大。
——是非弹性碰撞的特例
完全非弹性碰撞：机械能损失最大
非弹性碰撞 (inelastic collision)
例1.冰球运动员甲的质量为80.0kg。当他以5.0 m/s的速度向前运动时，与另一质量为100 kg、速度为3.0 m/s的迎面而来的运动员乙相撞。碰撞后甲恰好静止。假设碰撞时间极短，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
学会把文字语言转化为物理模型，更容易解决问题
①动量制约(系统动量守恒的原则)：即碰撞过程必须受到“动量守恒定律的制约”
②动能制约：即在碰撞过程，碰撞双方的总动能不会增加
③运动制约：即碰撞过程还将受到运动的合理性要求的制约(碰前、碰后两个物体的位置关系（不穿越）和速度大小应保证其顺序合理。)
守恒、不增、速度
三、“碰撞过程”的制约
例2：如图所示，光滑水平面上，质量为m的小球A以初速度v1向右运动，另一个质量为M的小球B连接着轻质弹簧，静止在地面上，求弹簧在被压缩的过程中弹性势能Ep的最大值。
m
M
（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？
结论:（1）作用力F先变大后变小;
（2）两球距离先减小后增大
（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.
v0
例3、如图所示，已知木板质量为M，木块质量为m，初速度大小为v0, 二者之间的动摩擦因数为μ，地面光滑，木块最终未脱离木板，讨论下列问题：
1）两物体的共同速度；
2）系统损失的能量
2）木块和模板的相对位移
例4：如图所示，质量为M的 光滑圆弧面斜劈体B静止在光滑水平面上；质量为m的滑块A以速度v0向右冲上斜劈，求这个过程中滑块A在圆弧上滑行的最大高度h。
M
四、微观世界碰撞现象
1、中子的发现：1932年查德威克(英国)
2、中子减速剂：石墨、重水
3、验证汞原子能量量子化的经典实验——弗兰克—赫兹实验（1914年）
通过电子与汞原子核碰撞的能量传递，证实了原子能量处于分立的不连续状态
4、粒子加速器
基本知识点
弹性碰撞→动量、机械能守恒
非弹性碰撞→动量守恒、机械能有损失
完全非弹性碰撞→动量守恒、机械能损失最大
基本思想方法
猜想
推论
小结：
对心碰撞（正碰）→碰撞前后速度沿球心连线
非对心碰撞（斜碰）→碰撞前后速度不共线
验证
结束语：
大到茫茫宇宙，小到神秘微观，平凡到日常生活，有着形形色色、风格迥异的碰撞现象，虽然它们的运动个性十足，但都遵守两条铁的纪律：动量守恒和动能不增，这两条规律就两只无形的手，操纵和控制着事物发展的方向和进程，寻求大千世界变化中的不变量，找到它，我们就能掌握事物变化的规律，这也是物理学探寻未知世界基本的思想方法！