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弹性碰撞和非弹性碰撞
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第一章 动量守恒定律
人教物理选择性必修1
思考：碰撞中动量为什么是守恒的？
1.碰撞时间短，内力远远大于外力.
碰撞过程中动量守恒，动能守恒吗？
碰撞过程中没有宏观位移，但每个物体在短时间内运动状态显著变化.
3.
2.碰撞过程中相互作用力大，.
A
B
mA=0.3kg，mB=0.1kg，vA=8m/s，vB=0
2、若碰后v'A=5m/s，v'B=9m/s，请计算碰撞前后动能变化
3、若碰后AB连在一起v=6m/s，请计算碰撞前后动能变化
动能减少1.8J
动能减少2.4J
1、若碰后v'A=4m/s，v'B=12m/s，请计算碰撞前后动能变化
碰撞前：
碰撞后：
动能不变
碰撞前：
碰撞后：
碰撞前：
碰撞后：
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，减少
3.完全非弹性碰撞：动量守恒，机械能不守恒，动能损失最大
例：微观世界粒子的碰撞即为弹性碰撞
两个物体碰撞后成为一个整体，以共同的速度运动，即为完全非弹性碰撞，损失动能最大
例：
理论分析不同情况下一维弹性碰撞前后速度的变化
v1
m1
m2
碰撞前：m1速度v1，m2静止
碰撞后：m1速度v'1，m2速度v'2
动量守恒：
机械能守恒：
由以上两式解得：
几种情况下对 的讨论.
1.若m1=m2时
2.若m1>>m2时
2
1
2
1
2
1
3.若m1<速度交换
1球反弹，2球不动
1球速度不变
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
例：α粒子散射
由于微观粒子与物质微粒的碰撞并非直接接触，而是相互靠近，且发生对心碰撞的几率很小，所以大多数粒子在碰撞后飞向四面八方，这就是散射。
金原子对α粒子的散射
课堂小结
一 按碰撞前后能量变化分类
二 按碰撞前后轨迹分类
1.弹性碰撞
2.非弹性碰撞
3.完全非弹性碰撞
1.对心碰撞
2.非对心碰撞：散射
1.在气垫导轨上，一个质量为600g的滑块以15cm/s的速度与另一个质量为400g，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，求碰撞后滑块速度的大小和方向.
解：以600g的滑块的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律
与初速度方向相同
2.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；（3）0.2v
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
解：
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
3.速度为103m/s的氦核与静止的质子发生正碰，氦核的质量是质子的4倍，碰撞时弹性的，求碰撞后两个粒子的速度.
解：由于是弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒得
氦核：
质子：
4.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？
解：中子和原子核的碰撞可看做是弹性碰撞，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。核电站常用石墨作为中子减速剂。
5.一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4.7×106m/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.
查德威克发现中子实验
碰后氮原子核的速度为
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
解：
两式联立，解得未知粒子的质量为1.16mH
再见！

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