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(共26张PPT)
新人教版 选择性必修一
第一章 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。陨石撞击地球而对地表产破坏，网球受球拍撞击而改变运动状态……物体碰撞中动量的变化情况，前面已进行了研究。那么，在各种碰撞中能量又是如何变化的？
前面已知，在一定条件下，物体碰撞中动量守恒。那么，在各种碰撞中能量又是如何变化的？
新课引入
二、光的折射
新课引入
这节课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
有些碰撞碰后分开，有些碰撞碰后粘在一起；有些碰撞沿一条直线，有些碰不在一条直线上；有些碰撞过程可能机械能守恒，有些过程机械能可能不守恒……
二、光的折射
学习任务一：弹性碰撞与非弹性碰撞
如图，滑轨上有两辆安装了弹性碰撞架的小车，它们发生碰撞后改变了运动状态。测量两辆小车的质量以及它们碰撞前后的速度，研究碰撞前后总动能的变化情况。
新课讲授
1.实验演示：
学习任务一：弹性碰撞与非弹性碰撞
新课讲授
质量m（g） 速度v(cm/s) 次数 A滑块m1 B滑块m2 A碰前v1 B碰前v2 A碰后v'1 B碰后v'2
1 275.5 175.5 56.0 0 12.8 67.3
2 74.7 0 16.5 89.2
3 92.0 0 22.7 108.3
学习任务一：弹性碰撞与非弹性碰撞
质量不同装有弹性碰撞架的滑块发生碰撞后分开）
数据处理
总动能 次数 碰前 碰后
1 0.043 0.002+0.040=0.042
2 0.077 0.005+0.071=0.076
3 0.116 0.007+0.103=0.110
实验结论：在误差允许范围内，碰撞后，系统动能不变
新课讲授
质量不同且贴有胶布的滑块发生碰撞后不分开）
质量m 速度v 次数 A滑块m1 B滑块m2 A碰前v1 B碰前v2 A碰后v'1 B碰后v'2
1 270.0 168.0 79.0 0 45.8 45.8
2 89.0 0 54.1 54.1
3 142.4 0 87.4 87.4
学习任务一：弹性碰撞与非弹性碰撞
总动能 次数 碰前 碰后
1 0.084 0.028+0.018=0.046
2 0.107 0.040+0.025=0.065
3 0.273 0.103+0.064=0.167
实验结论：碰撞后，系统动能减少
二、
光的折射
碰撞后物体的形变完全恢复，碰撞后系统没有机械能损失，碰撞过程中系统机械能守恒．
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
动量守恒
机械能守恒
学习任务一：弹性碰撞与非弹性碰撞
2.弹性碰撞：
动量守恒
机械能不守恒
碰撞后物体的形变只有部分恢复，系统有部分机械能损失
3.非弹性碰撞：
学习任务一：弹性碰撞与非弹性碰撞
碰撞后两物体一起以同一速度运动．碰撞后物体的形变完全不能恢复，系统机械能损失最大．
动量守恒
机械能不守恒
4.完全非弹性碰撞:
学习任务一：弹性碰撞与非弹性碰撞
光滑水平面上，两个物体的质量都是m,碰撞以前一个物体静止,另一个以速度 向它撞去.碰撞以后两个物体粘在一起,成为一个质量为2m的物体,以一定的速度继续前进，碰撞前后该系统的总动能是否会有损失
由动量守恒定律：
碰撞前系统总动能：
碰撞后系统总动能：
碰撞过程有机械能损失
解析：设碰后速度为v
v
静止
m
m
v’
2m
例题1
碰撞的可能性判断
1. 系统动量守恒：
2. 系统动能不增加：
内力远大于外力
机械能守恒或损失
或者
符合实际情况
3. 同向运动相碰：
3. 相向运动相碰：
且
碰后至少有一个物体要反向
（不能再次碰撞）
v1
m1
m2
v2
学习任务一：弹性碰撞与非弹性碰撞
深入思考
二、光的折射
1.正碰：
两个小球相碰，碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在
同一条直线上，碰撞之后两球的速度仍会沿着这条直线。这种碰撞称为正碰，也叫作对心碰撞或一维碰撞。如图所示。
学习任务二：弹性碰撞的实例分析
m2
m1
v1
m1
v1’
m2
v2’
解：碰撞过程中动量守恒，
弹性碰撞中没有动能损失，
由此解得
【情景设置】
物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生正碰。碰撞后的速度分别为v1’和v2’
学习任务二：弹性碰撞的实例分析
深入讨论
等大小，互换跑
情形一：m1 = m2，则 v1 ，v2 = ,
=
v1
0
学习任务二：弹性碰撞的实例分析
小碰大，反向跑
情景二、若 m1 < m2，
则 v1 0，v2 0,
<
>
极小碰极大，大不变，小等速反弹
情景三、若 m1 << m2 ，
则 v1 ≈ ，v2 ≈ ，
-v1
0
学习任务二：弹性碰撞的实例分析
大碰小，都慢跑
情景四、若 m1 > m2，
则 v1 0， v2 0,
>
>
极大碰极小，大不变，小加倍
情景五、若 m1 >> m2 ，
则 v1 ≈ ，v2 ≈ ，
v1
2v1
学习任务二：弹性碰撞的实例分析
例题2
拓展延伸
碰撞过程中系统动量守恒：
弹性碰撞中没有机械能损失：
若在一光滑水平面上有两个质量分别为m1、m2的刚性小球A和B，以初速度v1、v2运动，若它们能发生碰撞（为一维弹性碰撞），碰撞后它们的速度分别为v’1和v’2分别是多大？
动碰动：
科学漫步
抽象与概括
物理概念是运用抽象、概括等方法进行思维加工的产物。为了揭示事物的本质和规律，往往需要根据研究对象和问题的特点，从研究的目的出发，忽略个别的、非本质的属性，抽取共同的、本质的属性进行研究，这是一种抽象的思维方法。把事物共同的、本质的属性提炼出来，从而推广到同类事物上去，找到事物的共同属性，这是一种概括的思维方法。
科学漫步
抽象与概括
在动量概念的建立过程中，物理学家研究了各种各样的碰撞现象，寻找物理量来揭示运动的本质，发现：“每个物体所具有的‘动量’在碰撞后可以增多或减少，但是在碰撞前后系统的这一量值却保持不变”。科学前辈就是在追寻不变量的努力中，通过抽象、概括等方法提出了动量的概念，并通过动量守恒定律建立了自然界的相互联系。
二、光的折射
当堂达标检测
M越大v1越小，故M越小v1越大，速度越能够降下来。
有些核反应堆里要让中子与原子核碰撞，以便把中子的速度降下来。为此，应该选用质量较大的还是质量较小的原子核？为什么？
如图所示,两个小球A、B在光滑水平地面上相向运动,它们的质量分别为mA=4 kg,mB=2 kg,速度分别是vA=3 m/s(设为正方向),vB=-3 m/s,则它们发生正碰后,速度的可能值分别为 ( )
A.v'A=-1 m/s,v'B=5 m/s
B.v'A=-2 m/s,v'B=6 m/s
C.v'A=2 m/s,v'B=-1 m/s
D.v'A=0.5 m/s,v'B=2 m/s
AD
当堂达标检测
[解析]碰前系统总动量为p总=4×3 kg·m/s+2×(-3)kg·m/s=6 kg·m/s
碰前总动能为Ek总=×4×32 J+×2×(-3)2 J=27 J
若v'A=-1 m/s ,v'B=5 m/s ,不违反实际速度可行性,碰后系统动量和动能分别为
p'总=4×(-1) kg·m/s+2×5 kg·m/s=6 kg·m/s
E'k总=×4×(-1)2 J+×2×52 J=27 J
动量守恒,机械能也守恒,故A可能;
若v'A=-2 m/s,v'B=6 m/s,则碰后系统动量
p'总=4×(-2) kg·m/s+2×6 kg·m/s=4 kg·m/s
系统动量不守恒,故B不可能;
当堂达标检测
若v'A=2 m/s,v'B=-1 m/s,违反速度实际可行性,发生二次碰撞,故C不可能;
若v'A=0.5 m/s,v'B=2 m/s,不违反速度实际可行性,碰后系统动量和机械能分别为
p'总=(4×0.5+2×2) kg·m/s=6 kg·m/s
E'k总=×4×0.52 J+×2×22 J=4.5 J,故D可能.
当堂达标检测

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