第5節(jié)　彈性碰撞和非彈性碰撞 課件

物理第一章動量守恒定律第5節(jié)彈性碰撞和非彈性碰撞[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．知道什么是彈性碰撞和非彈性碰撞．(重點(diǎn))2．會用動量、能量的觀點(diǎn)綜合分析、解決一維碰撞問題．(難點(diǎn))3．會根據(jù)碰撞的特點(diǎn)對碰撞過程進(jìn)行判斷．01必備知識素養(yǎng)奠基02關(guān)鍵能力素養(yǎng)形成03分層演練素養(yǎng)達(dá)標(biāo)知識點(diǎn)1彈性碰撞和非彈性碰撞1．彈性碰撞：碰撞過程中機(jī)械能______的碰撞叫彈性碰撞．2．非彈性碰撞：碰撞過程中機(jī)械能________的碰撞叫非彈性碰撞．守恒不守恒[判一判]1．(1)兩物體發(fā)生非彈性碰撞時(shí)，動量不守恒，動能也不守恒．(

)(2)碰撞后，兩個(gè)物體粘在一起，動量是守恒的，但機(jī)械能損失是最大的．(

)×√2．若m1＝m2的兩球發(fā)生彈性正碰，v1≠0，v2＝0，則v1′＝______，v2′＝______，即兩者碰后交換速度．0v13．若m1?m2，v1≠0，v2＝0，則二者彈性正碰后，v1′＝______，v2′＝0.表明m1被反向以________彈回，而m2仍靜止．4．若m1?m2，v1≠0，v2＝0，則二者彈性正碰后，v1′＝______，v2′＝______．表明m1的速度不變，m2以2v1的速度被撞出去．－v1原速率v12v1[判一判]2．(1)與靜止的小球發(fā)生彈性碰撞時(shí)，入射小球碰后的速度不可能大于其入射速度．(

)(2)兩球發(fā)生彈性正碰時(shí)，兩者碰后交換速度．(

)√×[想一想](1)如圖所示，光滑水平面上并排著靜止小球2、3、4，小球1以速度v0射來，已知四個(gè)小球完全相同，小球間發(fā)生彈性碰撞，則碰撞后各小球的運(yùn)動情況如何？(2)微觀粒子能否碰撞？動量守恒定律適用于微觀粒子嗎？提示：(1)小球1與小球2碰撞后交換速度，小球2與小球3碰撞后交換速度，小球3與小球4碰撞后交換速度，最終小球1、2、3靜止，小球4以速度v0運(yùn)動．(2)宏觀物體碰撞時(shí)一般相互接觸，微觀粒子碰撞時(shí)不一定接觸，但只要符合碰撞的特點(diǎn)，就可認(rèn)為是發(fā)生了碰撞，可以用動量守恒的規(guī)律分析求解．1．(彈性碰撞)(多選)甲物體在光滑水平面上運(yùn)動的速度為v1，與靜止的乙物體相碰，碰撞過程中無機(jī)械能損失，下列結(jié)論正確的是(

)A．乙的質(zhì)量等于甲的質(zhì)量時(shí)，碰撞后乙的速度為v1B．乙的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于甲的質(zhì)量時(shí)，碰撞后乙的速度是2v1C．乙的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于甲的質(zhì)量時(shí)，碰撞后甲的速度是－v1D．碰撞過程中甲對乙做的功大于乙動能的增量√√√√探究一碰撞的特點(diǎn)和分類【問題導(dǎo)引】1．在非彈性碰撞過程中，系統(tǒng)的動能有損失，能否說明碰撞過程能量不守恒？2．子彈射入并停在木塊中，系在繩子兩端的物體將松弛的繩子突然拉直，以上兩個(gè)過程可以視為哪一類碰撞？提示：1.不能．碰撞過程中能量守恒，損失的動能變成了其他形式的能，如內(nèi)能．2．都可視為完全非彈性碰撞，因?yàn)閮蓚€(gè)過程中，發(fā)生作用的兩個(gè)物體最后都以相同的速度一起運(yùn)動．1．碰撞過程的特點(diǎn)(1)時(shí)間特點(diǎn)：碰撞現(xiàn)象中，相互作用的時(shí)間極短，相對物體運(yùn)動的全過程可忽略不計(jì)．(2)受力特點(diǎn)：在碰撞過程中，系統(tǒng)的內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，外力可以忽略，系統(tǒng)的總動量守恒．(3)位移特點(diǎn)：在碰撞過程中，由于在極短的時(shí)間內(nèi)物體的速度發(fā)生突變，物體發(fā)生的位移極小，可認(rèn)為碰撞前后物體處于同一位置．【例1】如圖，光滑水平地面上有三個(gè)物塊A、B和C，它們具有相同的質(zhì)量，且位于同一直線上．開始時(shí)，三個(gè)物塊均靜止．先讓A以一定速度與B碰撞，碰后它們粘在一起，然后又一起與C碰撞并粘在一起．求前后兩次碰撞中損失的動能之比．[解析]

設(shè)三個(gè)物塊A、B和C的質(zhì)量均為m，A與B碰撞前A的速度為v，碰撞后的速度為v1，A、B與C碰撞后的共同速度為v2.由動量守恒定律得mv＝2mv1mv＝3mv2設(shè)第一次碰撞中的動能損失為ΔE1，第二次碰撞中的動能損失為ΔE2，由能量守恒定律得[答案]

3∶1√√探究二判斷一個(gè)碰撞過程是否存在的依據(jù)1．滿足動量守恒：p1＋p2＝p′1＋p′2.2．滿足動能不增加原理：Ek1＋Ek2≥E′k1＋E′k2.3．速度要符合情景(1)如果碰前兩物體同向運(yùn)動，則后面物體的速度必大于前面物體的速度，即v后＞v前，否則無法實(shí)現(xiàn)碰撞．碰撞后，原來在前的物體的速度一定增大，且原來在前的物體的速度大于或等于原來在后的物體的速度v′前≥v′后．(2)如果碰前兩物體是相向運(yùn)動，則碰后兩物體的運(yùn)動方向不可能都不改變，除非兩物體碰撞后速度均為零．若碰后沿同向運(yùn)動，則前面物體的速度大于或等于后面物體的速度，即v′前≥v′后．【例2】(多選)質(zhì)量相等的A、B兩球在光滑水平面上沿同一直線向同一方向運(yùn)動，A球的動量是7kg·m/s，B球的動量是5kg·m/s，A球追上B球發(fā)生碰撞，則碰撞后A、B兩球的動量可能為(

)A．p′A＝8kg·m/s，p′B＝4kg·m/sB．p′A＝6kg·m/s，p′B＝6kg·m/sC．p′A＝5kg·m/s，p′B＝7kg·m/sD．p′A＝－2kg·m/s，p′B＝14kg·m/s√√√√√√解析：由碰撞前后總動量守恒m1v1＝m1v1′＋m2v2′和動能不增加Ek≥Ek1′＋Ek2′驗(yàn)證A、B、D三項(xiàng)皆有可能．但B項(xiàng)碰后后面小球的速度大于前面小球的速度，會發(fā)生第二次碰撞，不符合實(shí)際，A、D正確．探究三碰撞與圖像問題的結(jié)合【例4】在光滑的水平面上，有a、b兩球，其質(zhì)量分別為ma、mb，兩球在t0時(shí)刻發(fā)生正碰，并且在碰撞過程中無機(jī)械能損失，兩球碰撞后的速度圖像如圖所示，下列關(guān)系正確的是(

)A．ma>mb B．ma<mbC．ma＝mb D．無法判斷√[針對訓(xùn)練3]如圖甲所示，光滑水平面上有A、B兩物塊，已知A物塊的質(zhì)量mA＝2kg，且以一定的初速度向右運(yùn)動，與靜止的物塊B發(fā)生碰撞并一起運(yùn)動，碰撞前后的位移—時(shí)間圖像如圖乙所示(規(guī)定向右為正方向)，則碰撞后的速度及