新教材高中物理第1章动量及其守恒定律第4节弹性碰撞与非弹性碰撞课件鲁科版选择性必修第一册

第1讲描述运动的基本概念,第,1,章 动量及其守恒定律,第4节弹性碰撞与非弹性碰撞,1.知道碰撞的分类及掌握弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点。,2.通过实例分析弹性碰撞和非弹性碰撞,并知道其不同情况下的结果。,3.会用动量、能量的观点综合分析解决一维碰撞问题。,1.碰撞的特点:碰撞时相互作用时间很短,碰撞物体间的作用力,外力,系统的动量守恒。,2.从能量角度分类,(1)弹性碰撞(又称完全弹性碰撞):碰撞过程中机械能,。,(2)非弹性碰撞:碰撞过程中机械能,。,(3)完全非弹性碰撞:碰撞后合为一体,这种碰撞动能损失,。,1 |,不同类型的,碰撞,远大于,守恒,不守恒,最大,1.碰撞分析,碰撞过程,守恒、动量守恒。质量分别为,m,1,、,m,2,的小球发生弹性正,碰,碰撞前,v,1,0,v,2,=0,则碰后两球速度分别为,v,1,=,v,1,v,2,=,。,2.碰撞结果讨论,(1)若,m,1,=,m,2,时,两球发生弹性正碰后,v,1,=0,v,2,=,即二者碰撞后交换速度。,(2)若,m,1,m,2,时,两球发生弹性正碰后,v,1,0,v,2,碰撞后两球都向前运动。,(3)若,m,1,m,2,时,两球发生弹性正碰后,v,1,碰撞后入射小球被反,弹回来。,2 |,弹性碰撞,1.非弹性碰撞动量守恒,存在,损失。,2.若碰后物体都以共同速度运动,碰撞中机械能损失最大,为,碰撞。,3 |,非弹性碰撞,机械能,v,1,v,1,0,0,机械能,完全非弹性,1.发生碰撞的两个物体,动量是守恒的。,(),2.发生碰撞的两个物体,机械能是守恒的。(),判断,正误,，,正确,的画“ ”,，,错误,的画“ ”,。,提示:在非弹性碰撞中机械能不守恒。,3.碰撞后两个物体粘在一起,碰撞中动量是守恒的,但机械能损失是最大的。,(),4.与静止的小球发生弹性碰撞时,入射小球碰后的速度不可能大于其入射速度。,(),5.两球发生弹性正碰时,两者碰后交换速度。,(),提示:质量相等的两球发生弹性正碰时,两者碰后才交换速度。,1,|,弹性碰撞的,处理,情境在光滑水平面上,一个质量为,m,1,、速度为,v,1,的小球, 与另一个质量为,m,2,静,止的小球发生弹性碰撞。,设问,1.两个物体发生碰撞,碰撞物体组成的系统动量是否守恒?,提示:在光滑水平面上发生碰撞的两物体组成的系统合外力等于零,系统满足动,量守恒。,2.若水平面不光滑,碰撞物体组成的系统动量是否守恒?,提示:动量守恒,因为碰撞时间极短,内力远大于外力,系统满足动量守恒。,3.弹性碰撞有什么特点?,提示:碰撞过程中系统内无机械能损失。,拔高问题,4.情境中,碰撞以后两个小球的速度,v,1,和,v,2,分别为多少?试推导说明。,提示:两个小球发生弹性碰撞,由动量守恒定律和机械能守恒定律可得,m,1,v,1,=,m,1,v,1,+,m,2,v,2,m,1,=,m,1,v,1,2,+,m,2,v,2,2,联立以上两式解得,v,1,=,v,1,v,2,=,v,1,5.结合“碰撞前,v,1,0,v,2,=0”的弹性碰撞结果:,v,1,=,v,1,v,2,=,v,1,思考分析,当两小球质量相差悬殊时,二者弹性碰撞后会出现什么结果?,提示:若,m,1,m,2,则,v,1,=,v,1,v,2,=2,v,1,表明质量为,m,1,的小球的速度不变,质量为,m,2,的小球,以2,v,1,的速度被撞出去;若,m,1,m,2,则,v,1,=-,v,1,v,2,=0,表明质量为,m,1,的小球被反向以原,速率弹回,而质量为,m,2,的小球仍静止。,两个运动小球发生弹性碰撞后速度的推导,如图所示,在一光滑水平面上有两个质量分别为,m,1,、,m,2,的刚性小球,A,和,B,分别以,初速度,v,1,、,v,2,运动并发生碰撞,碰撞前速度如下图所示,碰后的速度分别为,v,1,和,v,2,。,2,|,分析碰撞问题的,“三个原则”,情境如图所示的,A,、,B,两球在水平光滑直轨道上同向运动,已知它们的动量分,别是,p,A,=5 kgm/s,p,B,=7 kgm/s。,A,从后面追上,B,并发生碰撞,碰后,B,的动量,p,B,=10 kg,m/s。,设问,1.若,A,从后面追上,B,并发生碰撞,则,A,、,B,的质量关系满足什么?,提示:要使,A,追上,B,则必有,v,A,v,B,即,解得,m,B,1.4,m,A,。,2.若碰后,B,的动量,p,B,=10 kgm/s,则碰后,A,的动量是多少?两小球如何运动?,提示:由碰撞中动量守恒可求得,p,A,=2 kgm/s,碰后,p,A,、,p,B,均大于0,表示碰后同向运,动。,3.结合碰后两小球的运动状态,分析,A,、,B,的质量关系满足什么?,提示:因碰后同向运动,则应有,v,B,v,A,即,则,m,B,5,m,A,。,拔高问题,4.结合上述分析,我们能否得出,A,、,B,的质量关系一定满足1.4,m,A,v,前,否则无法实现碰撞。碰撞后,原来在前的物体的速度一定增大,且原来在,前的物体的速度大于或等于原来在后的物体的速度,即,v,前,v,后,。,b.如果碰前两物体是相向运动,则碰后两物体的运动方向不可能都不改变,除非两,物体碰撞后速度均为零。若碰后沿同向运动,则前面物体的速度大于或等于后面,物体的速度,即,v,前,v,后,。,