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、動量守恒定律成立的條件是什么？1、動量守恒定律的內(nèi)容及表達式是什么？如果一個系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為0，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。動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，但外力遠小于內(nèi)力，可以忽略不計；⑶系統(tǒng)在某一個方向上所受的合外力為零，則該方向上動量守恒。①

P=P’

p1+p2=p1′+p2′

m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′

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

③Δp1=-Δp2

兩物體動量增量大小相等、方向相反

01碰撞的分類按照機械能是否守恒、碰撞前后速度是否共線可以進行分類動量守恒定律

碰撞指的是兩個物體在＿＿＿＿＿內(nèi)發(fā)生相互作用，由于相互碰撞的物體組成的系統(tǒng)，外力通常遠小于內(nèi)力，可以忽略不計，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)生碰撞前的某一時刻.碰撞后指的是

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

，

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

撞碰撞過程的特點：1、時間特點：在碰撞過程中，相互作用時間很短(△ｔ→０)

；2、作用力特點：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：由于碰撞是在瞬間完成的，故可以認為碰撞前后，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，其運動狀態(tài)仍保持不變。4、碰撞系統(tǒng)動量的特點：將碰撞雙方包括在同一系統(tǒng)內(nèi),系統(tǒng)的總動量（近似）守恒。5、能量特點：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)：

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

動量守恒，機械能損失最大例如木制品、橡皮泥球的碰撞（2）規(guī)律：動量守恒（3）完全非彈性碰撞:機械能損失最多機械能有損失或者動量守恒機械能損失最大二按碰撞前后軌跡分類1.對心碰撞：碰撞前后速度都沿同一條直線2.非對心碰撞：碰撞前后速度不沿同一條直線v'1m1m2v'2v1m1m2v1m1m2v'1m1m2v'202彈性碰撞動量守恒定律用方程表達彈性碰撞的規(guī)律，并對最終結(jié)果進行實際分析動量守恒機械能守恒整理得解得1球趨近2球的相對速度（接近速度）2球遠離1球的相對速度（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：運動物體碰撞靜止物體即v1≠0，v2=0時，有1球末速度2球末速度碰撞規(guī)律不難記兩項相加是規(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

碰后實現(xiàn)動量和動能的全部轉(zhuǎn)移（即交換了速度）碰后m1速度幾乎沒變，仍按原速度運動，質(zhì)量小物體以m1的速度的兩倍向前運動。碰后m1被按原來速率彈回，m2幾乎末動。1.m1=m22.m1>>m23.m1<<m24.m1＞m2，v1′＞0，v2′＞0,碰撞后兩球都向前運動.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，求碰撞后兩個小球的速度.解：由于是彈性碰撞，根據(jù)動量守恒和機械能守恒得塑料球：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碰撞三原則動量守恒定律系統(tǒng)動量要守恒；機械能不增加；速度要合理1.系統(tǒng)動量守恒原則：碰撞前后系統(tǒng)的總動量守恒.2.動能不增加原則：碰撞后系統(tǒng)的總動能小于或等于碰撞前系統(tǒng)的總動能，即系統(tǒng)的總動能不增加.3.物理情景可行性原則：若碰后兩物體同向運動，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：碰撞過程動量守恒,知:A、B、C都滿足.，知:A、B、C也都滿足.總動能不能增加，即得:只有A正確了04典型例題動量守恒定律結(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

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

(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械能？課堂練習(xí)1解：(1)以400g的滑塊的初速度方向為正方向，根據(jù)動量守恒定律(2)損失的機械能：

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，測出碰撞后氮原子核的速度是4.4×106m/s.已知氫原子核的質(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)中子實驗】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，動能為E0，動量大小為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的運動方向相反，將碰后球1的動能和動量大小分別記為E1、p1，球2的動能和動量大小分別記為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向右運動

B.碰后m2和m1都向右運動C.m2=0.3kgD.碰撞過程中系統(tǒng)損失了0.4J的機械能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量守恒：B球速度的最大值發(fā)生在彈性碰撞時：∵所以，只有0.4v是速度可能值課堂練習(xí)51.彈性碰撞：碰撞