高中物理(新教材)选修1课件5：1 5 弹性碰撞和非弹性碰撞 人教版

5弹性碰撞和非弹性碰撞第一章动量守恒定律陨石撞地球球拍打网球新课导入汽车的碰撞微观的原子一、碰撞的分类新知探究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（一）按碰撞前后能量变化分类弹性碰撞非弹性碰撞弹性碰撞（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v1'm1m2v2'v1m1m2v1m1m2v1'm1m2v2'碰前：m1速度v1，m2静止碰后：m1速度v1'，m2速度v2'动量守恒：机械能守恒：解得：二、弹性碰撞的实例分析m1v1＝m1v1′＋m2v2′

v1′＝

v2′＝

1.若m1=m2时2.若m1>>m2时3.若m1<<m2时v1′＝

v2′＝

v1′＝0v2′＝v1v1′＝v1

v2′＝2v1v1′＝－v1v2′＝0三、碰撞三原则动量守恒定律：机械能不增加：速度符合实际：碰撞三原则m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′

v1

>v2

v1′≤v2′三、碰撞三原则动量守恒定律：机械能不增加：速度符合实际：碰撞三原则m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′

v1

>v2

v1′≤v2′例1.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？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：典例精析例2.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.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例3.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：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。例4.一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.【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例5.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；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:

例5.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；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:

备用工具&资料例4.一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.【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例2.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.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汽车的碰撞微观的原子一、碰撞的分类新知探究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（一）按碰撞前后能量变化分类碰前：m1速度v1，m2静止碰后：m1速度v1'，m2速度v2'动量守恒：机械能守恒：解得：二、弹性碰撞的实例分析m1v1＝m1v1′＋m2v2′

v1′＝