【课件】弹性碰撞和非弹性碰撞+课件高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第一章动量守恒定律5、弹性碰撞和非弹性碰撞CONTENTS01020304目标弹性碰撞实例碰撞三原则非弹性碰撞弹性碰撞碰

撞碰撞是自然界常见的现象。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？思考：碰撞中动量是否守恒？为什么？

碰撞指的是两个物体在＿＿＿＿＿内发生相互作用，由于相互碰撞的物体组成的系统，外力通常远小于内力，可以忽略不计，系统在碰撞过程中＿＿＿＿＿很短的时间动量守恒自然界中有些碰撞碰后分开，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……那么，在各种碰撞中机械能到底如何变化的呢？v1m1m21.弹性碰撞：(1)定义：碰撞过程中机械能守恒的碰撞例如钢球、玻璃球的碰撞（3）规律：动量守恒机械能守恒一、弹性碰撞和非弹性碰撞（2）特点：碰撞时物体的形变是弹性形变，系统动量守恒，动能守恒。2.非弹性碰撞：(1)定义：碰撞过程中机械能不守恒的碰撞例如木制品、橡皮泥球的碰撞（3）规律：动量守恒机械能有损失（2）特点：碰撞时物体的形变是非弹性形变，系统动量守恒，动能有损失。总结：只要是碰撞，动量一定守恒，动能不会增加(1)定义：碰撞后两物体合为一体或者具有共同速度，这种碰撞动能损失最大，称为完全非弹性碰撞。动量守恒机械能损失最大种类特点弹性碰撞非弹性碰撞完全非弹性碰撞动量守恒，动能守恒动量守恒，动能有损失动量守恒，损失最大3.完全非弹性碰撞：碰撞过程中能量与形变量的演变——碰撞过程的“慢镜头”v1v共弹性碰撞非弹性碰撞完全非弹性碰撞能够完全恢复形变不能够完全恢复形变粘合在一起运动一、弹性碰撞和非弹性碰撞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'1m1m2v'2v1m1m2v1m1m2v'1m1m2v'2二、按碰撞前后轨迹分类观察视频中两球碰撞情况有何不同？v1静止m1m2v2’m2动量守恒：机械能守恒:情景1——动碰静：物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性碰撞，碰撞后它们的速度分别为v1’和v2’

。用m1、m2、v1表示v1’和v2’

的公式。v1’m1三、弹性碰撞实例分析结论：(1)当m1＝m2时，v1′＝0，v2′＝v1(质量相等，速度交换)(2)当m1＞m2时，v1′＞0，v2′＞0，且v2′＞v1′(大碰小，一起跑)(3)当m1＜m2时，v1′＜0，v2′＞0(小碰大，要反弹)(4)当m1≫m2时，v1′＝v0，v2′＝2v1(极大碰极小，大不变，小加倍)(5)当m1≪m2时，v1′＝－v1，v2′＝0(极小碰极大，小等速率反弹，大不变)弹性碰撞大碰小，同向跑；小碰大，要反弹；质量等，换速度。情景2——动碰动：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v1’和v2’

分别是多大？动量守恒机械能守恒思考：若v2=0时，结论与前面的是否相同？1.系统动量守恒原则：碰撞前后系统的总动量守恒.2.动能不增加原则：碰撞后系统的总动能小于或等于碰撞前系统的总动能，即系统的总动能不增加.3.物理情景可行性原则：若碰后两物体同向运动，则碰撞后后面物体的速度一定小于或等于前面物体的速度（否则碰撞没有结束，还要发生碰撞）.v1m1m2v1′

m1m2v2′

四、碰撞三原则当堂检测1.（多选）下列关于碰撞的理解正确的是：（

）A、在碰撞现象中，一般内力都远大于外力，所以可以认为碰撞时系统的动量守恒B、如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞C、微观粒子的相互作用由于不发生直接接触，所以不能称其为碰撞D、微观粒子的相互作用虽然不发生直接接触，但仍称其为碰撞AD2.在光滑的水平面上有A、B两球，其质量分别为mA、mB，两球在t0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球在碰撞前后的速度—时间图象如图所示，下列关系式正确的是（）A．mA>mB

B．mA<mBC．mA＝mB D．无法判断B当堂检测3.[多选]如图甲所示，在光滑水平面上的两小球发生正碰，小球的质量分别为m1和m2。图乙为它们碰撞前后的x­t(位移—时间)图像。已知m1＝0.1kg。由此可以判断(

)A．碰前质量为m2的小球静止，质量为m1的小球向右运动B．碰后质量为m2的小球和质量为m1的小球都向右运动C．m2＝0.3kgD．两个小球的碰撞是弹性碰撞ACD当堂检测4、（多选）质量分别为m1和m2的两个物块在光滑的水平面上发生正碰，碰撞时间极短，其x-t图像如图所示，则下列判断正确的是（）A．两物块的质量之比m1：m2=1：3 B．两物块的质量之比m1：m2=1：2C．两物块碰撞后粘在一起 D．此碰撞一定为弹性碰撞【正确答案】AD当堂检测5.两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA＝1kg，mB＝2kg，vA＝6m/s，vB＝2m/s，当球A追上B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是(取两球碰撞前的运动方向为正)(

)A．vA′＝5m/s，vB′＝2.5m/sB．vA′＝2m/s，vB′＝4m/sC．vA′＝－4m/s，vB′＝7m/sD．vA′＝7m/s，vB′＝1.5m/sABB动量守恒

动能不增

运动合理当堂检测6.(多选)如图所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6m/s，B球的速度是－2m/s，不久A、B两球发生了对心碰撞．对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果可能实现的是(

)A．vA′＝-2m/s，vB′＝6m/sB．vA′＝2m/s，vB′＝2m/sC．vA′＝1m/s，vB′＝3m/sD．vA′＝-3m/s，vB′＝7m/sABC当堂检测D7.在光滑水平面上有三个完全相同的小球，它们成一条直线，2、3小球静止，并靠在一起.1球以速度v0向它们运动，如图所示．设碰撞中不损失机械能，则碰后三个小球的速度可能是(

)当堂检测8、质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一条直线、在同一方向上运动，A球的动量pA＝9kg·m/s，B球的动量pB＝3kg·m/s。A球追上B球时发生碰撞，则A、B两球碰撞后的动量可能是()A．pA′＝6kg·m/s，pB′＝6kg·m/sB．pA′＝8kg·m/s，pB′＝4kg·m/sC．pA′＝－2kg·m/s，pB′＝14kg·m/sD．pA′＝－4kg·m/s，pB′＝17kg·m/s典例分析【正确答案】A当堂检测【答案】A【解析】设A、B两球的质量均为m，以A、B为系统，系统受外力之和为零，A、B组成的系统动量守恒，即pA′＋pB′＝pA＋pB＝9kg·m/s＋3kg·m/s＝12kg·m/s，故先排除了D项。A、B碰撞前的动能之和应大于或等于碰撞后的动能之和，即EkA＋EkB≥EkA′＋EkB′；EkA＋EkB＝＋＝J＝J，EkA′＋EkB′＝＋，将A、B、C三项数据代入又可排除C项。A、B两球碰撞后沿同一方向运动，后面A球的速度应小于或等于B球的速度，即vA′≤vB′，代入数据可排除B项，故A正确。典例分析当堂检测速度为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，求碰撞后两球的速度。

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.【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

在气垫导轨上，一个质量为400g的滑块以15m/s的速度与另一个质量为200g、速度为10m/s并沿相反方向运动的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块粘在一起