人教版高二物理选修3-5 16.4碰撞(公开课)(共16张PPT)

(共16张PPT)
§16.4
碰
撞
【方案1】
实验测量，间接验证
θ2
θ1
v
v0
θ1→h1→v0→
mv02/2
θ2→h2→v→
2mv2/2
θ
θ
【设问1】如何探寻两球碰撞前后有无机械能损失？
看两次摆角是否相同
由动量守恒定律：
碰撞前系统总动能：
碰撞后系统总动能：
碰撞过程中有机械能损失
【方案2】
：理论论证
v
v0
m
2m
m
(一)碰撞的共性与个性
共性:
作用力变化快
有些碰撞碰后分开，有些碰撞碰后粘在一起；
相互作用时间短
作用力峰值大
系统动量守恒
个性:
有些碰撞沿一条直线，有些碰不在一条直线上；
有些碰撞过程可能机械能守恒，有些过程机械能可能不守恒……
分类方式之一：从能量变化方面分类
(二)碰撞的分类
碰撞过程中机械能守恒
碰撞过程中机械能不守恒
碰撞后两物粘合在一起，以共同速度运动
1、弹性碰撞：
2、非弹性碰撞：
3、完全非弹性碰撞：
机械能损失最大!
【讨论问题一】
一维弹性碰撞的碰后速度的确定
v1
v1/
m1
v2/
m2
m1
m2
小结：质量相等，交换速度；
大碰小，一起跑；小碰大，要反弹
【讨论问题二】
碰撞过程中能量与形变量的演变——碰撞过程的“慢镜头”
v1
v共
弹性碰撞
非弹性碰撞
完全非弹性碰撞
【例2】质量为m速度为v的A球，跟质量为3m的静止B球发生正碰，碰撞可能是弹性，也可能非弹性，碰后B球的速度可能是以下值吗？
（A）0.6v
(B)0.4v
(C)0.2v
解：B球速度的最小值发生在完全非弹性碰撞情形
由动量守恒：
B球速度的最大值发生在弹性碰撞时：
∵所以，只有0.4v是速度可能值
分类方式之二：从碰撞速度方向分类
1、对心碰撞——正碰：
2、非对心碰撞——斜碰：
碰前运动速度与两球心连线处于同一直线上
碰前运动速度与两球心连线不在同一直线上
1、动量制约
2、动能制约
3、运动制约
(三)碰撞规律总结
【例3】在光滑水平面上，动能为E0、动量的大小为P0的小钢球1与静止的小钢球2发生碰撞，碰撞前后球1的运动方向相反，将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为E1、P1，球2的动能和动量的大小分别记为E2、P2，则必有：
A、E1B、P1C、E2>E0
D、P2>P0
参考答案:
D
A
B
——守恒
——不增
——合理
(四)微观世界碰撞现象
1、中子的发现：1932年查德威克(英国)
(四)微观世界碰撞现象
2、中子减速剂：石墨、重水
(四)微观世界碰撞现象
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
(四)微观世界碰撞现象
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！