《弹性碰撞与非弹性碰撞 课件 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《弹性碰撞与非弹性碰撞 课件 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.pptx（22页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1.5 弹性碰撞与非弹性碰撞人教版（2019）选修 第一册1.1.了解弹性碰撞、非弹性碰撞。了解弹性碰撞、非弹性碰撞。2.2.会分析具体实例中的会分析具体实例中的碰撞特点及类型碰撞特点及类型。3.3.能利用动量和能量的观点解决生产生活中与一维碰撞相关的实际问题能利用动量和能量的观点解决生产生活中与一维碰撞相关的实际问题。学习目标学习目标碰碰撞撞是是自自然然界界常常见见的的现现象象。陨陨石石撞撞击击地地球球而而对对地地表表产产生生破破坏坏，网网球球受受球球拍拍撞撞击而改变运动状态击而改变运动状态物物体体碰碰撞撞中中动动量量的的变变化化情情况况，前前面面已已进进行行了了研研究究。那那么么，在在各各
2、种种碰碰撞撞中中能能量又是如何变化的？量又是如何变化的？导入新课导入新课视频：视频：牛顿摆牛顿摆回顾：回顾：回顾：回顾：本章第一节的实验：本章第一节的实验：两小车的质量分别为两小车的质量分别为m1 1和和m2 2，v是运动小车是运动小车m1 1 碰撞前碰撞前的速度，的速度，v 是碰撞后两辆小车的共同速度。是碰撞后两辆小车的共同速度。比较碰撞前后两辆小车总动能情况。比较碰撞前后两辆小车总动能情况。利用实验数据计算得：利用实验数据计算得：E Ek kEEk k思考：思考：思考：思考：若是带弹性碰撞架小车的碰撞，碰撞前后系统动能又是如何变化的？若是带弹性碰撞架小车的碰撞，碰撞前后系统动能又是如何变化
3、的？一、一、弹性碰撞与非弹性碰撞弹性碰撞与非弹性碰撞00装置：装置：装置：装置：如图，两辆安装了弹性碰撞架的小车置于滑轨上，测量两辆小车的质量如图，两辆安装了弹性碰撞架的小车置于滑轨上，测量两辆小车的质量 以及它们碰撞前后的速度。以及它们碰撞前后的速度。目的：目的：目的：目的：研究碰撞前后总动能的变化情况。研究碰撞前后总动能的变化情况。实验：实验：研究小车碰撞前后的动能变化研究小车碰撞前后的动能变化总动能减少的原因是什么？总动能减少的原因是什么？需要测量哪些实验数据？如何测量？需要测量哪些实验数据？如何测量？为减少总动能的损失，怎么改进实验装置？为减少总动能的损失，怎么改进实验装置？思考：思考
4、：思考：思考：视频：视频：研究小车碰撞前后的动能变化研究小车碰撞前后的动能变化结论结论结论结论：在该实验条件下，碰撞前后系统动能基本不变。在该实验条件下，碰撞前后系统动能基本不变。1.1.弹性碰撞弹性碰撞碰撞后物体的形变完全恢复，碰撞过程中碰撞后物体的形变完全恢复，碰撞过程中系统系统机械能守恒。机械能守恒。如果系统在碰撞前后动能不变，这类碰撞叫作弹性碰撞。如果系统在碰撞前后动能不变，这类碰撞叫作弹性碰撞。特点：特点：定义定义:动量守恒动量守恒机械能守恒机械能守恒规律规律滑块碰撞后分开弹簧使静止滑块分开钢球、玻璃球碰撞2.2.非弹性碰撞非弹性碰撞动量守恒：动量守恒：机械能不守恒：机械能不守恒：实
5、例：实例：实例：实例：木制品、橡皮泥球的碰撞木制品、橡皮泥球的碰撞定义定义:特点：特点：碰撞后不能完全恢复形变，碰撞过程中系统机械能减少。碰撞后不能完全恢复形变，碰撞过程中系统机械能减少。如果系统在碰撞后动能减少，这类碰撞叫作非弹性碰撞。如果系统在碰撞后动能减少，这类碰撞叫作非弹性碰撞。规律规律3.3.完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞实例：碰后粘在一起运动机械能不守恒机械能不守恒(机械能损失：机械能损失：E E损损=E=Ek k总初总初-E-Ek k总末总末)动量守恒动量守恒定义：定义：系统系统机械能损失最大机械能损失最大。碰撞后粘合在一起，以碰撞后粘合在一起，以共同速度共同速度运动运动(或碰后具
6、有共同的速度或碰后具有共同的速度)。特点：特点：规律规律例题例题例题例题1 1 1 1 在在光滑水平面上，光滑水平面上，两个物体的质量都是两个物体的质量都是m，碰撞前一个物体静止碰撞前一个物体静止,另一个另一个以速度以速度v0 向它撞去。碰撞后两个物体粘在一起，成为一个质量为向它撞去。碰撞后两个物体粘在一起，成为一个质量为2 2m的物体，以一的物体，以一定的速度继续前进，碰撞后该系统的总动能是否会有损失？定的速度继续前进，碰撞后该系统的总动能是否会有损失？v0静止静止mmv2 2m由动量守恒定律：由动量守恒定律：碰撞前系统总动能：碰撞前系统总动能：碰撞后系统总动能：碰撞后系统总动能：可见碰撞过
7、程有机械能损失。可见碰撞过程有机械能损失。解析：解析：解析：解析：时间特点：作用力特点：位移特点：系统动量特点：碰撞的特点碰撞的特点E Ek1k1EEk2k2将碰撞双方包括在同一系统内将碰撞双方包括在同一系统内,系系统的总动量（近似）守恒。统的总动量（近似）守恒。可以认为碰撞前后，物体仍在原来的位置（即位移不变），可以认为碰撞前后，物体仍在原来的位置（即位移不变），其它与碰撞物其它与碰撞物体相联系，但不直接参与碰撞的物体，其运动状态仍保持不变体相联系，但不直接参与碰撞的物体，其运动状态仍保持不变。在碰撞过程中，相互作用力即内力先急剧增大，后急剧减小，平均作用力很大。在碰撞过程中，相互作用力即内
8、力先急剧增大，后急剧减小，平均作用力很大。在碰撞过程中，相互作用时间很在碰撞过程中，相互作用时间很短短(t)。系统能量特点：碰撞之前球的运动方向与两球心的连线在同一条直线上。碰撞之前球的运动方向与两球心的连线在同一条直线上。又称又称对心碰对心碰撞，或称一维碰撞。撞，或称一维碰撞。v1 1v2 2碰撞前后的速度不在一条直线，也称斜碰。碰撞前后的速度不在一条直线，也称斜碰。m2 2m1 1v2 2v1 1m2 2m1 1v1 1碰撞前碰撞前碰撞后碰撞后斜碰（斜碰（非对心非对心碰撞碰撞）二、二、弹性碰撞的实例分析弹性碰撞的实例分析正碰：正碰：什么是正碰与斜碰？什么是正碰与斜碰？什么是正碰与斜碰？什么
9、是正碰与斜碰？v1v2=0水平光滑水平光滑由由可得可得思考思考思考思考:方程组该方程组该怎样快速求解怎样快速求解？由动量守恒有由机械能守恒有【分析分析】“一动一静一动一静”的基本规律的基本规律讨论讨论讨论讨论:m1 1 m2 2 时，有时，有m1m2v1若若 m1 1 m2 2，碰后有碰后有v1=0，v2=v1 即碰后即碰后速度交换。速度交换。v v1 1=-=-v1 1 v v2 2=0=0 m1=m2时，有时，有 m1 1 0，v2 0，即碰后同向。即碰后同向。v v1 1 00 0 碰后反向。碰后反向。取取m1碰前速度方向为正方向。碰前速度方向为正方向。若若m1 1 v2例题例题例题例题
10、2 2 2 2 在光滑的水平面上，有在光滑的水平面上，有A A、B B两球沿同一直线向右运动如图。已知碰撞前两两球沿同一直线向右运动如图。已知碰撞前两球的动量分别为：球的动量分别为：pA A12 kgm12 kgms s，pB B13 kgm13 kgms s。碰撞后它们的动量变化是。碰撞后它们的动量变化是ppA A、ppB B 有可能的是有可能的是 ()()A.A.pA A3kgm3kgms s，pB B3 kgm3 kgms s B.B.pA A4kgm4kgms s，pB B4 kgm4 kgms s C.C.pA A5 kgm5 kgms s，pB B5 kgm5 kgms s D.D
11、.pA A24kgm24kgms s，pB B24 kgm24 kgms s ACACpAABpB解决碰撞问题遵守的三个原则解决碰撞问题遵守的三个原则思考：思考：满足动量守恒定律的碰撞一定能实现吗？为什么？满足动量守恒定律的碰撞一定能实现吗？为什么？3.3.符合实际情境符合实际情境碰撞前：碰撞前：碰撞后：若仍同向，则碰撞后：若仍同向，则2.2.动能不增加的原则动能不增加的原则1.1.系统动量守恒原则系统动量守恒原则实例：实例：实例：实例：追赶碰撞追赶碰撞 p1 1p2 2p1 1p2 2E Ek1k1E Ek2k2EEk1k1E Ek2k2相向碰撞相向碰撞:碰后至少有一个物体要反向碰后至少有一
12、个物体要反向。或者或者小结：小结：小结：小结：解决碰撞问题遵守的三个原则解决碰撞问题遵守的三个原则针对练针对练针对练针对练 (多选多选)在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，并发生碰在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，并发生碰撞，下列现象可能的是撞，下列现象可能的是 ()A)A.若两球质量相等，碰后以某一相等速率互相若两球质量相等，碰后以某一相等速率互相分开分开 B B.若两球质量相等，碰后以某一相等速率同向而行若两球质量相等，碰后以某一相等速率同向而行 C C.若两球质量不等，碰若两球质量不等，碰后以某一相等速率互相分开后以某一相等速率互相分开 D D.若两球质量不
13、等，碰后以某一相等速率同向而行若两球质量不等，碰后以某一相等速率同向而行ADAD 一轻质弹簧的两端连接两滑块一轻质弹簧的两端连接两滑块A A和和B B，已知，已知mA A0.99 kg0.99 kg，mB B3 kg3 kg，放在光滑，放在光滑水平面上，开始时弹簧处于原长，现滑块水平面上，开始时弹簧处于原长，现滑块A A被水平飞来的质量为被水平飞来的质量为mC C10 g10 g，速度，速度为为400 m/s400 m/s的子弹击中，且没有穿出，如图所示。求：的子弹击中，且没有穿出，如图所示。求：子弹击中滑块子弹击中滑块A A的瞬间的瞬间滑块滑块A A和和B B的速度；的速度；以后运动过程中弹
14、簧的最大弹性势能。以后运动过程中弹簧的最大弹性势能。课堂达标测试课堂达标测试(1)(1)子弹击中滑块子弹击中滑块A A的过程中，子弹与滑块的过程中，子弹与滑块A A组成的系统动量守恒，设共同速度组成的系统动量守恒，设共同速度vA A，取子弹开始运动方向为正方向，取子弹开始运动方向为正方向，有有滑块滑块A A在此过程中无位移，弹簧无形变，滑块在此过程中无位移，弹簧无形变，滑块B B仍静止，即仍静止，即vB B0 0。(2)(2)对子弹、滑块对子弹、滑块A A、B B和弹簧组成的系统，当滑块和弹簧组成的系统，当滑块A A、B B速度相等时弹簧的弹性势速度相等时弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒和机械
15、能守恒，能最大，根据动量守恒和机械能守恒，有有解析解析解析解析m mC C v0 0(m mA Am mC C)vA A，mC C v0 0(mA AmB BmC C)v，解得，解得1.1.弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞。弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞。(1)(1)规律：动量守恒、机械能守恒规律：动量守恒、机械能守恒 (2)(2)能量转化情况：系统动能没有损失能量转化情况：系统动能没有损失 4.4.对心碰撞和非对心碰撞对心碰撞和非对心碰撞2 2.非弹性碰撞：碰撞过程中机械能减小，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。非弹性碰撞：碰撞过程中机械能减小，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。(1)(1)规律：动量守恒、机械能减小规律：动量守恒、机械能减小 (2)(2)能量转化情况：系统动能损失能量转化情况：系统动能损失3 3.完全非弹性碰撞：碰撞后两物体连在一起运动的现象。完全非弹性碰撞：碰撞后两物体连在一起运动的现象。课堂小结课堂小结课堂小结