1.4 弹性碰撞与非弹性碰撞 (共17张PPT) 课件 2024-2025学年高二物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

(共17张PPT)
第一章 动量及其守恒定律
第4节 弹性碰撞与非弹性碰撞
碰撞的特点
(1)时间特点：碰撞现象中，相互作用的时间极短，相对物体运动的全过程可忽略不计。
(2)相互作用力特点：在碰撞过程中，系统的内力远大于外力，所以动量守恒。
那么，碰撞中的能量变化有什么特点呢？
学习目标
了解不同类型的碰撞，知道弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞的概念。
掌握弹性碰撞的规律，能用动量守恒定律和能量守恒处理弹性碰撞问题。
能根据弹性碰撞的规律解释判断有关的现象和解决有关的问题。
碰撞中有内能或其它形式能的产生，相互作用后，系统的动能减少。
物体碰撞后，形变能够完全恢复，不发热，不发声，没有动能损失。
1.弹性碰撞:
2.非弹性碰撞:
3.完全非弹性碰撞:
碰撞后结为一体，系统的动能损失最多。
知识点一：碰撞的分类（机械能是否损失）
例如钢球、玻璃球的碰撞，通常，分子、原子以及更小的粒子间的碰撞可视为弹性碰撞。
例如木制品的碰撞
例如橡皮泥球之间的碰撞
实验与探究
注意观察碰撞后两小球的状态和上升的高度
知识点二：弹性碰撞:
质量相等的两个钢球相碰
质量不相等的两个钢球相碰
设球 A 和球 B 的质量分别为 m1、m2，碰撞前球 A 的速度为 v1， 球 B 静止，碰撞后球 A 和球 B 的速度分别为 v1′、v2′。两 球的碰撞可视为弹性碰撞，碰撞过程中动量守恒，碰撞前后动能 相等。
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：
v1′ = v1
v2′ = v1
①若m1=m2，得：v1′ = 0；v2′ = v1， 则：两小球交换速度.
v1′ = v1
v2′ = v1
②若，得：v1′＞ 0，v2′＞ 0，， 则：两球都向前运动。
③若，得：v1′＜ 0，v2′＞ 0， 则：碰撞后质量小的球被反弹回来。
设球 A 和球 B 的质量分别为 m1、m2，碰撞前球 A 的速度为 v1， 球 B 静止，碰撞后球 A 和球 B 的速度分别为 v1′、v2′
动量守恒：
机械能守恒：
请讨论：（1）当两球质量相等时，两球碰撞后的速度变化情况；
（2）当两球质量差异 较大且 v2 = 0 时，两球碰撞后的速度变化情况。
（1）
（2） v2 = 0 , 则
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.
若，得： 0， 则：m1几乎以原速弹回，
几乎不动.
例题：两个物体的质量都是m，碰撞以前一个物体静止，另一个以速度v向它撞去。碰撞以后两个物体粘在一起，成为一个质量为2m的物体，以速度v’继续前进。这个碰撞过程中能量守恒吗？
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
知识点三：非弹性碰撞
如图1-33所示，打桩机重锤的质量为m1,从桩帽上方某高处由静止开始沿竖直方向自由落下，打在质量为m2的钢筋混凝土桩子上（包括桩帽）。锤与桩发生碰撞的时间极短，碰撞后二者以相同速度一起向下运动将桩打入地下。若碰撞前锤的速度为vo,求锤与桩所组成的系统碰撞后的动能及碰撞过程中损失的动能。
如图1-34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。
解答：选定子弹的初速度方向为正方向，设子弹嵌入B后，子弹与B的共同速度为，物体B、C碰撞后各自的速度为。子弹嵌入物体B的过程，根据动量守恒定律有
物体B、C碰撞的过程根据动量守恒定律和动能不变有
由以上各式解得
1.质量为 1 kg 的物体 A 在光滑水平面上以 6 m/s 的速度与质量为 2 kg、速度为 2 m/s 的物体 B 发 生正碰。碰撞后 A、B 两物体的速度可能值为 （ ）
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
B
2.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
弹性碰撞和非弹性碰撞
弹性碰撞
非弹性碰撞
完全非弹性碰撞