高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第4节 弹性碰撞与非弹性碰撞精品课件ppt

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了解不同类型的碰撞，知道弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞的概念。掌握弹性碰撞的规律，能用动量守恒定律和能量守恒处理弹性碰撞问题。能根据弹性碰撞的规律解释判断有关的现象和解决有关的问题。通过体验动量守恒定律在碰撞中的应用，培养理论联系实际以及利用理论分析解决实际问题的能力。
碰撞是自然界中常见的现象。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？
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。下面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。
1. 弹性碰撞：如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞。
例如钢球、玻璃球的碰撞
2. 非弹性碰撞：如果碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。
3.完全非弹性碰撞：碰撞后两物体连在一起运动，这类碰撞叫完全非弹性碰撞。此类碰撞是非弹性碰撞中的一种特殊形式，系统机械能损失最多。
例如橡皮泥球之间的碰撞
实验 1 :质量相等的两个钢球的碰撞把两个质量相等的钢球并排挂在一起， 球 B 静止，把球 A 拉到某一高度释放，球 A 摆到最低 点时与球 B 正碰。碰撞后球 A 和球 B 会怎样运动?实验中，记下球 A 释放的位直和碰撞后球 A 和 球 B 摆至最大高度时的位置。改变球 A 拉起的高度， 重复实验。两球质量相等时，碰撞有什么特点?
实验 2: 质量不相等的两个钢球的碰撞(1)把球 A 换成质量更大的钢球，球 B 静止，把球 A 拉至某一高度释放并与 球 B 正碰，观察碰撞情况。改变球 A 拉起的高度，重复实验。被碰球质量较小时， 碰撞有什么特点?(2) 球 A 静止，把球 B 拉至某一高度释放并与球 A 碰撞，观察碰撞情况。改变球 B 拉起的高度，重复实验。被碰球质量较大时，碰撞有什么特点?
在实验 1 中，质量相等的两个钢球相碰撞，碰撞后球 A 立即 停下，而球 B 几乎摆到球 A 原来的高度。在实验 2 中，当被碰球质量较小时，碰撞后 A"B 两球都向前运动;当被碰球质量较大时， 碰撞后球 B 会反弹而球 A 向前运动。为什么会出现这种情况呢?
若m1=m2，得：v1′ = 0；v2′ = v1 ，则：两小球交换速度
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完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律，B获得的最小速度为
非弹性碰撞存在机械能损失 。如奔跑中的足球运动员之间发生的碰撞、彗星与木星的碰撞等，都会有机械能的损失，为非弹性碰撞。若碰撞后物体都以共同速度运动 ，碰撞中机械能损失最大 ，为完全非弹性碰撞。
分析:锤与桩碰撞过程中，虽然锤与桩组成的系统受 到重力和地对桩的阻力，合外力不为0，但因碰撞 时间极短，二者相互作用的内力远大于外力，系统 的动量可视为守恒。碰撞后二者速度相同，属于完全非弹性碰撞。可用动量守恒定律结合能量关系求解。
1. 弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞。(1) 规律：动量守恒、机械能守恒(2) 能量转化情况：系统动能没有损失2. 非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。(1) 规律：动量守恒，机械能减少(2) 能量转化情况：完全非弹性碰撞中系统动能损失最大
1. 质量为ma=1 kg，mb=2 kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞，碰撞前后两球的位移－时间图像如图所示，则可知碰撞属于（　　）
A.非弹性碰撞B.弹性碰撞C.完全非弹性碰撞D.条件不足，不能确定
3. 一枚在空中飞行的火箭质量为m，在某时刻的速度为v，方向水平，燃料即将耗。此时，火箭突然炸裂成两块(如图)，其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1。求炸裂后另一块的速度v2。
炸裂前，可以认为火箭是由质量m1和（m-m1）的两部分组成，火箭的炸裂过程可以看作炸裂的两部分相互作用的过程。在炸裂过程中，火箭受到重力的作用，所受合外力的矢量和不为0，但是所受的重力远小于爆炸时的作用力，所以可以近似认为系统满足动量守恒定律。
根据动量守恒定律可得：