《彈性碰撞和非彈性碰撞》參考課件 04

第一章動(dòng)量守恒定律1.5

彈性碰撞和非彈性碰撞三、小結(jié)四、練習(xí)二、知識(shí)講解目錄一、上節(jié)回溯1．實(shí)驗(yàn)原理；2．實(shí)驗(yàn)器材；3．實(shí)驗(yàn)步驟；4．?dāng)?shù)據(jù)處理；一、上節(jié)回溯碰撞是自然界常見(jiàn)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？二、知識(shí)講解——彈性碰撞和非彈性碰撞問(wèn)題引入在第一節(jié)的碰撞實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)過(guò)計(jì)算我們知道碰撞后兩輛小車粘在一起，則總動(dòng)能減少。這種情況普遍嗎？是否有碰撞前后總動(dòng)能不變的情況呢？

我們可以通過(guò)下圖的實(shí)驗(yàn)來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。研究小車碰撞前后動(dòng)能的變化二、知識(shí)講解——彈性碰撞和非彈性碰撞思考：（1）碰撞中動(dòng)能減少的原因是什么？（2）該實(shí)驗(yàn)裝置如何減少動(dòng)能損失的？（3）還有什么其他辦法減少動(dòng)能損失嗎？（4）需要測(cè)量哪些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，怎么測(cè)量？1．定義：系統(tǒng)在碰撞前后動(dòng)能不變，這類碰撞叫作彈性碰撞；2．特點(diǎn)：碰撞后物體的形變完全恢復(fù)，碰撞過(guò)程中系統(tǒng)機(jī)械能守恒。彈性碰撞二、知識(shí)講解——彈性碰撞和非彈性碰撞鋼球、玻璃球碰撞時(shí)，動(dòng)能損失很小，它們的碰撞可以看作彈性碰撞。1．定義：系統(tǒng)在碰撞后動(dòng)能減少，這類碰撞叫作非彈性碰撞；2．特點(diǎn)：碰撞后物體的不能完全恢復(fù)形變，碰撞過(guò)程中系統(tǒng)機(jī)械能減少；3．完全非彈性碰撞：碰撞后兩物體一起以同一速度運(yùn)動(dòng)，碰撞后物體產(chǎn)生的形變完全不能恢復(fù)，機(jī)械能損失最大。非彈性碰撞二、知識(shí)講解——彈性碰撞和非彈性碰撞橡皮泥球之間的碰撞是非彈性碰撞。例題：

如圖，在光滑的水平面上，兩物體的質(zhì)量都是m

，碰撞前一個(gè)物體靜止，另一個(gè)物體以速度v

向它撞去。碰撞后兩物體粘在一起，成為一個(gè)質(zhì)量為2m

的物體，以一定速度繼續(xù)前進(jìn)。碰撞后該系統(tǒng)的總動(dòng)能是否會(huì)有損失。二、知識(shí)講解——彈性碰撞和非彈性碰撞分析可以先根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出碰撞后的共同速度

v′，然后分別計(jì)算碰撞前后的總動(dòng)能進(jìn)行比較。二、知識(shí)講解——彈性碰撞和非彈性碰撞

兩小球相碰，碰撞之前球的運(yùn)動(dòng)速度與兩球心的連線在同一條直線上，碰撞之后兩球的速度仍會(huì)沿著這條直線。這種碰撞成為正碰，也叫作對(duì)心碰撞或一維碰撞。一維碰撞二、知識(shí)講解——彈性碰撞實(shí)例分析一維碰撞二、知識(shí)講解——彈性碰撞實(shí)例分析假設(shè)物體m1以速度v1

與原來(lái)靜止的物體m2

發(fā)生正碰，如圖所示。碰撞后它們的速度分別為v′1和v′2。

一維碰撞二、知識(shí)講解——彈性碰撞實(shí)例分析

碰撞類模型的拓展二、知識(shí)講解——彈性碰撞實(shí)例分析彈簧模型：（1）對(duì)于光滑水平面上的彈簧類問(wèn)題，在作用過(guò)程中，系統(tǒng)所受合外力為零，滿足動(dòng)量守恒條件；（2）系統(tǒng)只涉及彈性勢(shì)能、動(dòng)能，因此系統(tǒng)機(jī)械能守恒；（3）彈簧壓縮至最短時(shí)，彈簧連接的兩物體速度相同，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大。碰撞類模型的拓展二、知識(shí)講解——彈性碰撞實(shí)例分析木板—滑塊模型：（1）在光滑的水平面上，把滑塊、木板看作一個(gè)整體，摩擦力為內(nèi)力，滑塊和木板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒；（2）由于摩擦生熱，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，可以應(yīng)用能量守恒定律求解問(wèn)題；（3）當(dāng)木板和滑塊相對(duì)靜止時(shí)，兩者的相對(duì)位移達(dá)到最大。碰撞類模型的拓展二、知識(shí)講解——彈性碰撞實(shí)例分析子彈打木塊模型：（1）子彈打木塊的過(guò)程很短暫，內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒；（2）在子彈打木塊的過(guò)程中摩擦生熱，系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，機(jī)械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化；（3）若子彈沒(méi)穿過(guò)木塊，二者共速，機(jī)械能損失最大。二、知識(shí)講解——彈性碰撞實(shí)例分析例1

A、B

兩小球靜止在光滑水平面上，用輕質(zhì)彈簧相連接，A、B兩球的質(zhì)量分別為

m和

M（m<M）。若使

A球獲得初速度v（圖甲），彈簧壓縮到最短時(shí)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1；若使

B球獲得初速度v

（圖乙），彈簧壓縮到最短時(shí)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2

，則L1

和L2

的大小關(guān)系為（）A．L1>L2

B．L1<L2C．L1＝L2

D．不能確定C二、知識(shí)講解——彈性碰撞實(shí)例分析

C1．彈性碰撞；2．非彈性碰撞；3．完全非彈性碰撞；三、小結(jié)1．在氣墊導(dǎo)軌上，一個(gè)質(zhì)量為400g的滑塊以15m/s的速度與另一個(gè)質(zhì)量為200g、速度為10m/s并沿相反方向運(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？

四、練習(xí)1．在氣墊導(dǎo)軌上，一個(gè)質(zhì)量為400g的滑塊以15m/s的速度與另一個(gè)質(zhì)量為200g、速度為10m/s并沿相反方向運(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？

四、練習(xí)2．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，求碰撞后兩球的速度。

四、練習(xí)3．質(zhì)量為m

、速度為v

的A球跟質(zhì)量為3