1.5.1彈性碰撞和非彈性碰撞(課件)2021-2022學(xué)年高中物理課件（人教版2019選擇性必修第一冊）

第一章動(dòng)量守恒定律1.5.1彈性碰撞和非彈性碰撞人教版（2019）高中物理選擇性必修第一冊CONTENTS01碰撞的分類02彈性碰撞03碰撞三原則04典型例題目錄復(fù)習(xí)提問2、動(dòng)量守恒定律成立的條件是什么？1、動(dòng)量守恒定律的內(nèi)容及表達(dá)式是什么？如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為0，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。動(dòng)量守恒定律成立的條件：⑴系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零；⑵系統(tǒng)受外力，但外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力，可以忽略不計(jì)；⑶系統(tǒng)在某一個(gè)方向上所受的合外力為零，則該方向上動(dòng)量守恒。①

P=P’

p1+p2=p1′+p2′

m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′

系統(tǒng)相互作用前的總動(dòng)量等于相互作用后的總動(dòng)量②Δp=0系統(tǒng)總動(dòng)量增量為0

③Δp1=-Δp2

兩物體動(dòng)量增量大小相等、方向相反

01碰撞的分類按照機(jī)械能是否守恒、碰撞前后速度是否共線可以進(jìn)行分類動(dòng)量守恒定律

碰撞指的是兩個(gè)物體在＿＿＿＿＿內(nèi)發(fā)生相互作用，由于相互碰撞的物體組成的系統(tǒng)，外力通常遠(yuǎn)小于內(nèi)力，可以忽略不計(jì)，系統(tǒng)在碰撞過程中＿＿＿＿＿關(guān)于碰撞前和碰撞后的含義碰撞前指的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，而不是發(fā)生碰撞前的某一時(shí)刻.碰撞后指的是

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

，

而不是發(fā)生碰撞后的某一時(shí)刻.即將發(fā)生碰撞那一時(shí)刻碰撞剛剛結(jié)束的那一時(shí)刻很短的時(shí)間動(dòng)量守恒碰

撞碰撞過程的特點(diǎn)：1、時(shí)間特點(diǎn)：在碰撞過程中，相互作用時(shí)間很短(△ｔ→０)

；2、作用力特點(diǎn)：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；3、位移特點(diǎn)：由于碰撞是在瞬間完成的，故可以認(rèn)為碰撞前后，物體仍在原來的位置，即位移不變。并且，其他與碰撞物體相聯(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。4、碰撞系統(tǒng)動(dòng)量的特點(diǎn)：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。5、能量特點(diǎn)：v1m1m2

一

按碰撞前后能量變化分類1.彈性碰撞：(1)定義：碰撞過程中機(jī)械能守恒的碰撞3.完全非彈性碰撞(碰撞后兩物體連在一起)：

動(dòng)量守恒，機(jī)械能損失最大例如鋼球、玻璃球的碰撞（2）規(guī)律：動(dòng)量守恒機(jī)械能守恒2.非彈性碰撞：(1)定義：碰撞過程中機(jī)械能不守恒的碰撞3.完全非彈性碰撞(碰撞后兩物體連在一起)：

動(dòng)量守恒，機(jī)械能損失最大例如木制品、橡皮泥球的碰撞（2）規(guī)律：動(dòng)量守恒（3）完全非彈性碰撞:機(jī)械能損失最多機(jī)械能有損失或者動(dòng)量守恒機(jī)械能損失最大二按碰撞前后軌跡分類1.對(duì)心碰撞：碰撞前后速度都沿同一條直線2.非對(duì)心碰撞：碰撞前后速度不沿同一條直線v'1m1m2v'2v1m1m2v1m1m2v'1m1m2v'202彈性碰撞動(dòng)量守恒定律用方程表達(dá)彈性碰撞的規(guī)律，并對(duì)最終結(jié)果進(jìn)行實(shí)際分析動(dòng)量守恒機(jī)械能守恒整理得解得1球趨近2球的相對(duì)速度（接近速度）2球遠(yuǎn)離1球的相對(duì)速度（分離速度）等于彈性碰撞的規(guī)律解得1球末速度2球末速度特殊情況：運(yùn)動(dòng)物體碰撞靜止物體即v1≠0，v2=0時(shí)，有1球末速度2球末速度碰撞規(guī)律不難記兩項(xiàng)相加是規(guī)律；一二一，二二二；分母都是1+2；要問v‘2是多少；角標(biāo)互換就可以；1換2,2換1彈性碰撞的規(guī)律

碰后實(shí)現(xiàn)動(dòng)量和動(dòng)能的全部轉(zhuǎn)移（即交換了速度）碰后m1速度幾乎沒變，仍按原速度運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量小物體以m1的速度的兩倍向前運(yùn)動(dòng)。碰后m1被按原來速率彈回，m2幾乎末動(dòng)。1.m1=m22.m1>>m23.m1<<m24.m1＞m2，v1′＞0，v2′＞0,碰撞后兩球都向前運(yùn)動(dòng).5.m1＜m2，v1′＜0，v2′＞0碰撞后質(zhì)量小的球被反彈回去.彈性碰撞的規(guī)律

例1速度為10m/s的塑料球與靜止的鋼球發(fā)生正碰，鋼球的質(zhì)量是塑料球的4倍，碰撞是彈性的，求碰撞后兩個(gè)小球的速度.解：由于是彈性碰撞，根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒得塑料球：鋼球：與塑料球初速度方向相反與塑料球初速度方向相同典例探究03碰撞三原則動(dòng)量守恒定律系統(tǒng)動(dòng)量要守恒；機(jī)械能不增加；速度要合理1.系統(tǒng)動(dòng)量守恒原則：碰撞前后系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒.2.動(dòng)能不增加原則：碰撞后系統(tǒng)的總動(dòng)能小于或等于碰撞前系統(tǒng)的總動(dòng)能，即系統(tǒng)的總動(dòng)能不增加.3.物理情景可行性原則：若碰后兩物體同向運(yùn)動(dòng)，則碰撞后后面物體的速度一定小于或等于前面物體的速度（否則碰撞沒有結(jié)束，還要發(fā)生碰撞）.v1m1m2v1′

m1m2v2′

A典例探究分析講解：碰撞過程動(dòng)量守恒,知:A、B、C都滿足.，知:A、B、C也都滿足.總動(dòng)能不能增加，即得:只有A正確了04典型例題動(dòng)量守恒定律結(jié)合課后習(xí)題及變式訓(xùn)練鞏固本節(jié)課所學(xué)的知識(shí)

在氣墊導(dǎo)軌上，一個(gè)質(zhì)量為400g的滑塊以15cm/s的速度與另一個(gè)質(zhì)量為200g，速度為10cm/s并沿反方向運(yùn)動(dòng)的滑塊迎面相撞，碰撞后兩個(gè)滑塊粘在一起。

(1)求碰撞后滑塊速度的大小和方向.

(2)這次碰撞，兩滑塊共損失了多少機(jī)械能？課堂練習(xí)1解：(1)以400g的滑塊的初速度方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量守恒定律(2)損失的機(jī)械能：

一

種未知粒子跟靜止的氫原子核正碰，測出碰撞后氫原子核的速度3.3×107m/s.該未知粒子跟靜止的氮原子核正碰時(shí)，測出碰撞后氮原子核的速度是4.4×106m/s.已知?dú)湓雍说馁|(zhì)量是mH，氮原子核的質(zhì)量是14mH，上述碰撞都是彈性碰撞，求未知粒子的質(zhì)量.中子的質(zhì)量與氫原子核的質(zhì)量mH有什么關(guān)系.【查德威克發(fā)現(xiàn)中子實(shí)驗(yàn)】碰后氮原子核的速度為：解：設(shè)未知粒子質(zhì)量m，速度v，它與氫和氮原子核碰撞都是彈性的，碰后氫原子核的速度為：兩式聯(lián)立，解得未知粒子的質(zhì)量為mH課堂練習(xí)2

在光滑水平面上，動(dòng)能為E0，動(dòng)量大小為p0的小鋼球1與靜止的小鋼球2發(fā)生碰撞，碰撞前后球1的運(yùn)動(dòng)方向相反，將碰后球1的動(dòng)能和動(dòng)量大小分別記為E1、p1，球2的動(dòng)能和動(dòng)量大小分別記為E2、p2，則必有()

A.E1<E0B.p1<p0C.E2>E0D.p2>p0ABD課堂練習(xí)3

A.碰前m2靜止，m1向右運(yùn)動(dòng)

B.碰后m2和m1都向右運(yùn)動(dòng)C.m2=0.3kgD.碰撞過程中系統(tǒng)損失了0.4J的機(jī)械能AC課堂練習(xí)4質(zhì)量為m速度為v的A球，跟質(zhì)量為3m的靜止B球發(fā)生正碰，碰撞可能是彈性，也可能非彈性，碰后B球的速度可能是以下值嗎？（A）0.6v(B)0.4v(C)0.2v解：B球速度的最小值發(fā)生在完全非彈性碰撞情形由動(dòng)量守恒：B球速度的最大值發(fā)生在彈性碰撞時(shí)：∵所以，只有0.4v是速度可能值課堂練習(xí)51.彈性碰撞：碰撞