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(共21张PPT)
第5节 弹性碰撞和非弹性碰撞
CONTENTS
01
碰撞的分类
02
弹性碰撞
03
碰撞三原则
04
典型例题
目录
碰 撞
陨石撞地球
球拍打网球
汽车的碰撞
微观的原子
01
碰撞的分类
按照机械能是否守恒、碰撞前后速度是否共线可以进行分类
动量守恒定律
v1
m1
m2
一 按碰撞前后能量变化分类
1.弹性碰撞：动量守恒，机械能守恒
2.非弹性碰撞：动量守恒，机械能不守恒
3.完全非弹性碰撞：动量守恒，机械能损失最大
弹 性 碰 撞
弹 性 碰 撞
完全非弹性碰撞
二 按碰撞前后轨迹分类
1.对心碰撞：碰撞前后速度都沿同一条直线
2.非对心碰撞：碰撞前后速度不沿同一条直线
v'1
m1
m2
v'2
v1
m1
m2
v1
m1
m2
v'1
m1
m2
v'2
02
弹性碰撞
动量守恒定律
用方程表达弹性碰撞的规律，并对最终结果进行实际分析
v1
m1
m2
弹性碰撞的规律
碰前：m1速度v1，m2静止
碰后：m1速度v'1，m2速度v'2
动量守恒：
机械能守恒：
解得：
1.若m1=m2时
2.若m1>>m2时
3.若m1<03
碰撞三原则
动量守恒定律
系统动量要守恒；机械能不增加；速度要合理
v1
m1
m2
动量守恒定律：
机械能不增加：
v2
v1′
m1
m2
v2′
速度符合实际：
碰撞三原则
【例题】质量为M的物块以速度v运动，与质量为m的静止物块发生正碰，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量之比M : m不可能为（　　）
A．2 B．2.5 C．3 D．3.5
学以致用
解：假设碰后二者的动量都为 p：
① 动量守恒定律：碰撞过程中系统的总动量为2p.
② 机械能不增加：
③ 速度符合实际：
D
04
典型例题
动量守恒定律
结合课后习题及变式训练巩固本节课所学的知识
在气垫导轨上，一个质量为400g的滑块以15cm/s的速度与另一个质量为200g，速度为10cm/s并沿反方向运动的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块粘在一起。
(1)求碰撞后滑块速度的大小和方向.
(2)这次碰撞，两滑块共损失了多少机械能？
课堂练习1
解：(1)以400g的滑块的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律
(2)损失的机械能：
速度为10m/s的塑料球与静止的钢球发生正碰，钢球的质量是塑料球的4倍，碰撞是弹性的，求碰撞后两个小球的速度.
课堂练习2
解：由于是弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒得
塑料球：
钢球：
与塑料球初速度方向相反
与塑料球初速度方向相同
有些核反应堆里要让中子与原子核正碰，以便把中子的速率降下来.为此应该选用质量较大的还是质量较小的原子核？为什么？
课堂练习3
解：将上述碰撞视为弹性碰撞，设中子：质量m1，碰前v，方向为正,碰后速度v ；原子核：质量m2，碰前静止
中子质量一般小于原子核的质量，因此：
m2越小，v 越小，故选择质量较小的原子核来降低中子的速度。核电站常用石墨或重水作为中子减速剂。
一种未知粒子跟静止的氢原子核正碰，测出碰撞后氢原子核的速度是3.3×107m/s.该未知粒子跟静止的氮原子核正碰时，测出碰撞后氮原子核的速度是4.4×106m/s.已知氢原子核的质量是mH，氮原子核的质量是14mH，上述碰撞都是弹性碰撞，求未知粒子的质量.中子的质量与氢原子核的质量mH有什么关系.
课堂练习4
【查德威克发现中子实验】
碰后氮原子核的速度为：
解：设未知粒子质量m，速度v，它与氢和氮原子核碰撞都是弹性的，碰后氢原子核的速度为：
两式联立，解得未知粒子的质量为mH
质量为m、速度为v的A球跟质量为3m的静止B球发生正碰.碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B球的速度可能有不同的值.请你论证：碰后B球的速度可能是以下值吗？
(1) 0.6v； (2) 0.4v；
课堂练习5
解：若A、B弹性碰撞，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得B获得的最大速度为:
若A、B完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律，B获得的最小速度为:
思维导图
再见

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