1.5弹性碰撞与非弹性碰撞课件-2021-2022学年高二上学期物理粤教版（2019）选择性必修第一册（14张PPT）

(课件网) 第一章 动量和动量守恒定律 第五节 弹性碰撞与非弹性碰撞 粤教版 选择性必修第一册 碰撞是自然界中常见的现象。陨石撞击地球而对地表产生破坏，网球受球拍撞击而改变运动状态…… 物体碰撞中动量是如何变化的？在各种碰撞中能量又是如何变化的？ 一、碰撞 1、概念：两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非常大的相互作用。 2、特点： （1）作用时间极短； （2）系统所受外力远小于内力，可认为系统的总动量守恒； （3）可忽略物体的位移，认为物体在碰撞前后仍在同一位置； （4）碰撞前的总动能总是大于或等于碰撞后的总动能。 【观察与思考】用如图所示的实验装置做如下实验： （1）两个相同的刚性球悬挂于同一水平面，两悬点的距离等于刚性球的直径大小，线长相等，将其中一球拉开至一定角度，松手后使之与另一球发生正碰。 （2）在两个球分别套上尼龙搭扣做的套圈，做同样的碰撞。 记下碰撞后两球达到的最大高度，并思考下列问题。 （1）在以上两种情况下，两个球碰撞前后的总机械能是否相等？可能的原因是什么？ （2）如果碰撞前后总机械能不相等，是否违反了机械能守恒定律？ （3）总结以上两种碰撞情况的区别。 结论： 在（1）情况下，两球碰撞前后的总机械能相等； 在（2）情况下，两球碰撞前后的总机械能不相等，但并不违反能量守恒定律。 3.弹性碰撞：若两球碰撞后，它们的形变能完全恢复，则没有机械能损失，碰撞前后两小球构成的系统的机械能相等，这种碰撞叫作弹性碰撞。 4.非弹性碰撞：若两球碰撞后，它们的形变不能完全恢复原状，这时将有一部分机械能转化为其他形式的能量，碰撞前后系统的机械能不再相等，这种碰撞叫作非弹性碰撞。 5.完全非弹性碰撞：若两球碰撞后完全不反弹粘在一起，这时机械能损失最大，这种碰撞叫作完全非弹性碰撞。 【讨论与交流】列举一些非弹性碰撞的例子，讨论碰撞过程损失的机械能去了哪里？ 二、直线上的弹性碰撞和非弹性碰撞的规律分析 例题1：如图所示，质量为 的物体B静止在光滑水平面上，物体B的左端连有轻弹簧，质量为 的物体A以速度 向B运动。在Ⅰ位置，物体A与物体B的轻弹簧刚好接触，弹簧开始被压缩，物体A开始减速，物体B开始加速；到Ⅱ位置，物体A，B的速度刚好相等（设为 ），弹簧被压缩到最短；到Ⅲ位置，物体A，B的速度分别为 和 。分三种情况讨论全过程系统动量和能量的变化情况。 （1）在Ⅲ位置，弹簧可以恢复到原长。 （2）在Ⅲ位置，弹簧只能部分恢复，不能回到原长。 （3）在Ⅲ位置，弹簧弹性失效。 【思考问题】 （1）在碰撞全过程中，物体A、B和弹簧组成的系统的动量守恒吗？ （2）从I位置到Ⅱ位置，物体A和B的总动能是如何变化的？整个系统的能量的变化情况又是怎样的？ ①弹性碰撞，减少的动能全部转化为弹簧的弹性势能 ②非弹性碰撞，减少的动能部分转化为弹簧的弹性势能，部分转化为内能。 ③完全非弹性碰撞，减少的动能全部转化内能。 【思考问题】 （3）请求出从I位置到Ⅱ位置，系统的动能减少了多少？ 根据动量守恒定律： 系统减少的动能为： 【讨论与交流】在弹性碰撞中：①若 ，则碰后A，B速度如何？②若 或 ，则碰后A，B速度又如何？ 台球的直线碰撞可粗略认为弹性碰撞 公路上汽车的碰撞是非弹性碰撞 例题2：一质量 kg的炮弹竖直向上射出，在最高点炸为A，B两部分并沿水平方向飞出，A落地点a距离炮弹发射点50 m，B落地点b距离炮弹发射点150 m。求A和B的质量分别等于多少？（爆炸过程损失的炸药质量可以忽略不计） 练习： 在光滑的水平地面上，质量为 和 的两个小球，正沿着同一方向分别以 和 的速度做匀速运动，且 。经过一段时间，两球发生弹性碰撞，试分析两球碰撞后的 ... ...