1.5弹性碰撞和非弹性碰撞 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册

§1.5弹性碰撞和非弹性碰撞1.物体碰撞时系统动量是否守恒？思考与讨论：2.可以观察到物体动能也发生了变化，碰撞前后系统总动能发生了什么变化？物体碰撞时，通常作用时间很短，相互作用的内力很大，因此，外力往往可以忽略不计，满足动量守恒条件。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。问题1：现有甲、乙两小球，质量分别为2m和m，甲以速率v在光滑水平面上向右运动，与静止的乙球发生了碰撞．已知碰撞后，甲滑块速度为v/3，求：（1）乙的速度大小。

（2）碰撞前两小球动能之和，碰撞后两小球动能之和。v甲

乙4v/3碰前mv2

碰后mv2

结论：碰撞前后系统总动能不变问题2：现有甲、乙两小球，质量分别为2m和m，甲以速率v在光滑水平面上向右运动，与静止的乙球发生了碰撞．碰撞后，粘在一起共同运动，求：（1）甲、乙的速度大小。

（2）碰撞前两小球动能之和，碰撞后两小球动能之和。v甲

乙2v/3碰前mv2

碰后2mv2/3结论：碰撞后系统总动能减少一、弹性碰撞和非弹性碰撞1.弹性碰撞：系统在碰撞后动能不变。2.非弹性碰撞：系统在碰撞后动能减少。如：钢球、玻璃球碰撞时，动能损失很小，它们的碰撞可以看作弹性碰撞；汽车之间的碰撞、橡皮泥球之间的碰撞、子弹射入木块等都是非弹性碰撞。3.正碰：碰撞之前速度与两球心连线在一条直线上，碰后两球速度仍会沿这一条直线，这种碰撞叫正碰，也叫对心碰撞或一维碰撞。碰

前碰

后【例题】如图，在光滑水平面上，两个物体的质量都是m，碰撞前一个物体静止，另一个以速度v向它撞去。碰撞后两个物体粘在一起，成为一个质量为2m的物体，以一定速度继续前进。碰撞后该系统的总动能是否会有损失？分析可以先根据动量守恒定律求出碰撞后的共同速度v′，然后分别计算碰撞前后的总动能进行比较。可见，碰撞后系统的总动能小于碰撞前系统的总动能，非弹性碰撞。（1）特点：①系统动量守恒；②动能守恒1.弹性碰撞：总结：（2）遵循规律：①动量守恒：②动能守恒：（1）特点：①系统动量守恒；②动能不守恒（减少）1.非弹性碰撞：总结：（2）遵循规律：①动量守恒：②动能守恒：二、弹性碰撞的实例分析提出问题：发生弹性碰撞的两个物体，由于质量不同，碰撞后的速度将有哪些特点？（3）质量小的碰质量大的，碰撞后的速度怎样？（1）质量相同的两个小球相碰，碰撞后的速度怎样？（2）质量大的碰质量小的，碰撞后的速度怎样？假设猜想：（让学生根据生活经验，猜想可能出现的情况）实验验证：（观看视频）理论推导：

为使研究问题简单，我们假设物体

m1

以速度

v1与原来静止的物体m2发生正碰，如图所示。碰撞后它们的速度分别为v1′和v2′模型建立:v1m1

m2根据动量守恒:弹性碰撞动能没有损失:解以上方程得:同学们根据上述结论，思考讨论前边提出的问题：（1）m1＝m2（2）m1>m2（3）m1<m2v1m1

m2分析归纳：●若m1＝m2

，v1′＝0，v2′

=v1碰后两个物体速度为：速度交换●若m1>m2

，v1′>0，v2′

>0，碰后两物体沿原来方向运动，且后者速度小于前者●若m1<m2

，v1′<0，v2′

>0，碰后入射物体m1反弹，被碰物体m2向前运动拓展讨论：若m1≫m2时v1′=v0

，v2′=2v1极大碰极小，大不变，小加倍若m1≪m2时v1′=-v0

，v2′=0极小碰极大，大不变，小反弹例如：铅球碰静止的乒乓球，铅球速度几乎不变，乒乓球以2倍速度飞出；乒乓球碰静止的铅球，乒乓球以原速度反向弹回，铅球保持不动。课堂小结1、弹性碰撞：①动量守恒

②动能（机械能）守恒2、非弹性碰撞：①动量守恒②动能不（机械能）守恒，且损失最大3、碰后速度要合理：不能发生二次碰撞，即碰后若同向，v前'≥v后'如图所示m1

m2v前'v后'v1m1

v2m2例：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：碰撞后B球的速度可能是以下值吗？（1）0.6v；（2）0.4v。解析：若Ａ和Ｂ发生的是弹性碰撞，根据动量守恒定律和机械能守恒定律解之得：vmax=0.5vＡ和Ｂ发生的是完全非弹性碰撞，则碰后二者连在一起运动时Ｂ获得的速度最小由动量守恒定律得mAv=(mA+mB)vminvmin=0.25vB获得的速度vB应满足0.25v≤vB≤0.