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.pptx

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1、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m1、m2的小球发生弹性正碰,碰撞前v10,v2=0,则碰后两球

2、速度分别为v1=v1,v2=。2.碰撞结果讨论(1)若m1=m2时,两球发生弹性正碰后,v1=0,v2=,即二者碰撞后交换速度。(2)若m1m2时,两球发生弹性正碰后,v10,v2,碰撞后两球都向前运动。(3)若m1m2时,两球发生弹性正碰后,v1,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v1v100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

3、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m1、速度为v1的小球,与另一个质量为m2静止的小球发生弹性碰撞。设问设问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

4、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。拔高问题拔高问题4.情境中,碰撞以后两个小球的速度v1和v2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m1v1=m1v1+m2v2m1=m1v12+m2v22联立以上两式解得v1=v1v2=v15.结合“碰撞前v10,v2=0”的弹性碰撞结果:v1=v1,v2=v1,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m1m2,则v1=v1,v2=2v1,表明质量为m1的小球的速度不变,质量为m2的小球以2v1的速度被撞出去;若m1m2,则v1=-v1,v2

5、=0,表明质量为m1的小球被反向以原速率弹回,而质量为m2的小球仍静止。两个运动小球发生弹性碰撞后速度的推导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m1、m2的刚性小球A和B,分别以初速度v1、v2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v1和v2。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pA=5kgm/s,pB=7kgm/s。A从后面追上B并发生碰撞,碰后B的动量pB=10kgm/s。设问设问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

6、AvB,即,解得mB1.4mA。2.若碰后B的动量pB=10kgm/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pA=2kgm/s,碰后pA、pB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vBvA,即,则mB5mA。拔高问题拔高问题4.结合上述分析,我们能否得出A、B的质量关系一定满足1.4mAv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。