彈性碰撞與非彈性碰撞 課件 2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

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彈性碰撞與非彈性碰撞第一章動(dòng)量守恒定律

人教版（2019）選修第一冊(cè)1.了解彈性碰撞、非彈性碰撞。2.會(huì)分析具體實(shí)例中的碰撞特點(diǎn)及類型。3.能利用動(dòng)量和能量的觀點(diǎn)解決生產(chǎn)生活中與一維碰撞相關(guān)的實(shí)際問題。學(xué)習(xí)目標(biāo)碰撞是自然界常見的現(xiàn)象。隕石撞擊地球而對(duì)地表產(chǎn)生破壞，網(wǎng)球受球拍撞擊而改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)……物體碰撞中動(dòng)量的變化情況，前面已進(jìn)行了研究。那么，在各種碰撞中能量又是如何變化的？導(dǎo)入新課視頻：牛頓擺回顧：本章第一節(jié)的實(shí)驗(yàn)：兩小車的質(zhì)量分別為m1和m2，v是運(yùn)動(dòng)小車m1

碰撞前的速度，v'是碰撞后兩輛小車的共同速度。

比較碰撞前后兩輛小車總動(dòng)能情況。利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得：Ek>Ek′思考：若是帶彈性碰撞架小車的碰撞，碰撞前后系統(tǒng)動(dòng)能又是如何變化的？一、彈性碰撞與非彈性碰撞

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0裝置：如圖，兩輛安裝了彈性碰撞架的小車置于滑軌上，測(cè)量?jī)奢v小車的質(zhì)量

以及它們碰撞前后的速度。目的：研究碰撞前后總動(dòng)能的變化情況。實(shí)驗(yàn)：研究小車碰撞前后的動(dòng)能變化⑴總動(dòng)能減少的原因是什么？⑶需要測(cè)量哪些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？如何測(cè)量？⑵為減少總動(dòng)能的損失，怎么改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置？思考：視頻：研究小車碰撞前后的動(dòng)能變化結(jié)論：在該實(shí)驗(yàn)條件下，碰撞前后系統(tǒng)動(dòng)能基本不變。1.彈性碰撞碰撞后物體的形變完全恢復(fù)，碰撞過程中系統(tǒng)機(jī)械能守恒。如果系統(tǒng)在碰撞前后動(dòng)能不變，這類碰撞叫作彈性碰撞。⑵特點(diǎn)：⑴定義:①動(dòng)量守恒②機(jī)械能守恒⑶規(guī)律滑塊碰撞后分開彈簧使靜止滑塊分開鋼球、玻璃球碰撞2.非彈性碰撞①動(dòng)量守恒：②機(jī)械能不守恒：實(shí)例：木制品、橡皮泥球的碰撞⑴定義:⑵特點(diǎn)：碰撞后不能完全恢復(fù)形變，碰撞過程中系統(tǒng)機(jī)械能減少。如果系統(tǒng)在碰撞后動(dòng)能減少，這類碰撞叫作非彈性碰撞。⑶規(guī)律3.完全非彈性碰撞——非彈性碰撞特例實(shí)例：碰后粘在一起運(yùn)動(dòng)②機(jī)械能不守恒(機(jī)械能損失：⊿E損=Ek總初-Ek總末)①動(dòng)量守恒⑴定義：系統(tǒng)機(jī)械能損失最大。碰撞后粘合在一起，以共同速度運(yùn)動(dòng)(或碰后具有共同的速度)。⑵特點(diǎn)：⑶規(guī)律例題1在光滑水平面上，兩個(gè)物體的質(zhì)量都是m，碰撞前一個(gè)物體靜止,另一個(gè)以速度v0

向它撞去。碰撞后兩個(gè)物體粘在一起，成為一個(gè)質(zhì)量為2m的物體，以一定的速度繼續(xù)前進(jìn)，碰撞后該系統(tǒng)的總動(dòng)能是否會(huì)有損失？v0靜止mmv2m由動(dòng)量守恒定律：碰撞前系統(tǒng)總動(dòng)能：碰撞后系統(tǒng)總動(dòng)能：可見碰撞過程有機(jī)械能損失。解析：

⑴時(shí)間特點(diǎn)：⑵作用力特點(diǎn)：⑶位移特點(diǎn)：⑷系統(tǒng)動(dòng)量特點(diǎn)：碰撞的特點(diǎn)Ek1≥Ek2將碰撞雙方包括在同一系統(tǒng)內(nèi),系統(tǒng)的總動(dòng)量（近似）守恒。

可以認(rèn)為碰撞前后，物體仍在原來的位置（即位移不變），其它與碰撞物體相聯(lián)系，但不直接參與碰撞的物體，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)仍保持不變。在碰撞過程中，相互作用力即內(nèi)力先急劇增大，后急劇減小，平均作用力很大。在碰撞過程中，相互作用時(shí)間很短(⊿t→０)。⑸系統(tǒng)能量特點(diǎn)：碰撞之前球的運(yùn)動(dòng)方向與兩球心的連線在同一條直線上。又稱對(duì)心碰撞，或稱一維碰撞。v1v2碰撞前后的速度不在一條直線，也稱斜碰。m2m1v′2v′1m2m1v1碰撞前碰撞后斜碰（非對(duì)心碰撞）二、彈性碰撞的實(shí)例分析正碰：什么是正碰與斜碰？v1v2=0水平光滑①②由①②可得思考:

方程組該怎樣快速求解？由動(dòng)量守恒有由機(jī)械能守恒有【分析】“一動(dòng)一靜”的基本規(guī)律討論:⑴

m1>m2時(shí)，有m1m2v1若

m1>>m2，碰后有v1′=0，

v2′=v1即碰后速度交換。v1′=-v1

v2′=0⑵m1=m2時(shí)，有⑶m1<m2時(shí)，有m1m2v1v1′>0，v2′>0，即碰后同向。v1′<0，

v2′>0碰后反向。取m1碰前速度方向?yàn)檎较颉Ｈ鬽1<<m2，碰后有思考：若v2=0時(shí)，結(jié)論與前面的是否相同？由動(dòng)量守恒有由機(jī)械能守恒有【分析】“動(dòng)碰動(dòng)”的基本規(guī)律v1v2水平光滑v1>v2例題2在光滑的水平面上，有A、B兩球沿同一直線向右運(yùn)動(dòng)如圖。已知碰撞前兩球的動(dòng)量分別為：pA＝12kg·m／s，pB＝13kg·m／s。碰撞后它們的動(dòng)量變化是ΔpA、ΔpB

有可能的是()

A.ΔpA＝－3kg·m／s，ΔpB＝3kg·m／s．B.ΔpA＝4kg·m／s，ΔpB＝－4kg·m／s．C.ΔpA＝－5kg·m／s，ΔpB＝5kg·m／s．D.ΔpA＝－24kg·m／s，ΔpB＝24kg·m／s．

ACpAABpB解決碰撞問題遵守的三個(gè)原則思考：滿足動(dòng)量守恒定律的碰撞一定能實(shí)現(xiàn)嗎？為什么？3.符合實(shí)際情境碰撞前：碰撞后：若仍同向，則2.動(dòng)能不增加的原則1.系統(tǒng)動(dòng)量守恒原則實(shí)例：⑴追趕碰撞p1＋p2＝p1′＋p2′Ek1＋Ek2≥Ek1′＋Ek2′⑵相向碰撞:碰后至少有一個(gè)物體要反向?；蛘咝〗Y(jié)：解決碰撞問題遵守的三個(gè)原則針對(duì)練(多選)在光滑水平面上，兩球沿球心連線以相等速率相向而行，并發(fā)生碰撞，下列現(xiàn)象可能的是

(

)A.若兩球質(zhì)量相等，碰后以某一相等速率互相分開B.若兩球質(zhì)量相等，碰后以某一相等速率同向而行C.若兩球質(zhì)量不等，碰后以某一相等速率互相分開D.若兩球質(zhì)量不等，碰后以某一相等速率同向而行AD

一輕質(zhì)彈簧的兩端連接兩滑塊A和B，已知mA＝0.99kg，mB＝3kg，放在光滑水平面上，開始時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)，現(xiàn)滑塊A被水平飛來的質(zhì)量為mC＝10g，速度為400m/s的子彈擊中，且沒有穿出，如圖所示。求：⑴子彈擊中滑塊A的瞬間滑塊A和B的速度；⑵以后運(yùn)動(dòng)過程中彈簧的最大彈性勢(shì)能。課堂達(dá)標(biāo)測(cè)試(1)子彈擊中滑塊A的過程中，子彈與滑塊A組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)共同速度vA，取子彈開始運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍谢瑝KA在此過程中無位移，彈簧無形變，滑塊B仍靜止，即vB＝0。(2)對(duì)子彈、滑塊A、B和彈簧組成的系統(tǒng)，當(dāng)滑塊A、B速度相等時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大，根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒，有解析mCv0＝(mA＋mC)vA，mCv0＝(mA＋mB＋mC)v，解得1.彈性碰撞：碰撞過程中機(jī)械能守恒，這樣的碰撞叫做彈性碰撞。

(1)規(guī)