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课件网) 第一章 动量和动量守恒定律 第5节 弹性碰撞与非弹性碰撞 碰撞是自然界中常见的现象,你能列举出一些碰撞现象吗？ 汽车之间的碰撞 网球和球拍的碰撞 肢体之间的碰撞 思考：那么如果从能量的角度去研究碰撞前后物体动能的变化，该如何对碰撞进行分类呢？ 物体碰撞时，通常作用时间很短，相互作用的内力很大，因此，外力往往可以忽略不计，满足动量守恒条件。下面我们从能量的角度研究碰撞前后物体动能的变化情况，进而对碰撞进行分类。 知识点一：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。 【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。 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。 （1）定义：如果系统在碰撞前后动能不变，这类碰撞叫作弹性碰撞。 （2）特点：碰撞后物体的形变完全恢复，碰撞过程中系统机械能守恒。 即：EK1=EK2 3. 弹性碰撞 弹性形变 钢球、玻璃球碰撞时，机械能损失很小，它们的碰撞可以看作弹性碰撞。 （1）定义：如果系统在碰撞后动能减少，这类碰撞叫作非弹性碰撞。 （2）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。 即：EK1>EK2 4. 非弹性碰撞 非弹性形变 橡皮泥球碰撞时，它们的碰撞是非弹性碰撞。 3. 完全非弹性碰撞 （1）定义：碰撞后两物体合为一体或者具有共同速度，称为完全非弹性碰撞。 （2）特点：碰撞时物体的形变是非弹性形变，系统动量守恒，动能损失最大。 子弹射入并停留在木块中，可看作完全非弹性碰撞。 知识点二：直线上的弹性碰撞和非弹性碰撞的规律分析 如图所示，质量为m2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m1的物体A以速度v1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v)，弹簧被压缩到最短；到Ⅲ位置，物体A，B的速度分别为v1′和v2′ .分以下三种情况讨论全过程系统动量和能量变化情况. （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Ⅱ位置，弹簧弹性失效. （1）在Ⅲ位置，弹簧可以恢复到原长，弹簧发生弹性形变。 【解析】 Ⅰ→Ⅱ，系统减少的动能全部转化为弹性势能； 在Ⅱ位置，系统动能最小而弹性势能最大； Ⅱ→Ⅲ，系统减少的弹性势能全部转化为动能； 因此在Ⅰ、Ⅲ位置，系统动能相等.这种碰撞是弹性碰撞． 由动量守恒定律和机械能守恒定律，有 ① ② 联立①②解得物体A，B的最终速度分别为 ... ...
