粤教版 (2019)选择性必修 第一册第五节 弹性碰撞与非弹性碰撞说课课件ppt

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若两球碰撞后，它们的形变能完全恢复，则没有机械能损失，碰撞前后两小球构成的系统的机械能相等，这种碰撞叫作弹性碰撞。
形变能完全恢复；碰撞前后系统动能守恒。
若两球碰撞后，它们的形变不能完全恢复原状，这时将有一部分机械能转化为其他形式的能量，碰撞前后系统的机械能不再相等，这种碰撞叫作非弹性碰撞。
形变不能完全恢复；碰撞前后总动能减少。
若两球碰撞后，它们完全不反弹而粘在一起，这时机械能损失最大，这种碰撞则叫作完全非弹性碰撞。
一起运动，即“共速”；机械能损失最大。
如图1-5-2所示，质量为m2的物体B静止在光滑水平面上，物体B的左端连有轻弹簧，质量为m1的物体A以速度v1向B运动．在Ⅰ位置，物体A与物体B的轻弹簧刚好接触，弹簧开始被压缩，物体A开始减速，物体B开始加速；到Ⅱ位置，物体A，B的速度刚好相等（设为v)，弹簧被压缩到最短；到Ⅲ位置，物体A，B的速度分别为v1′和v2′ .分以下三种情况讨论全过程系统动量和能量变化情况.
（1）在Ⅲ位置，弹簧可以恢复到原长.（2）在Ⅲ位置，弹簧只能部分恢复，不能回到原长.（3）在Ⅱ位置，弹簧弹性失效.
（1）在Ⅲ位置，弹簧可以恢复到原长，弹簧发生弹性形变。
Ⅰ→Ⅱ，系统减少的动能全部转化为弹性势能；在Ⅱ位置，系统动能最小而弹性势能最大；Ⅱ→Ⅲ，系统减少的弹性势能全部转化为动能；因此在Ⅰ、Ⅲ位置，系统动能相等.这种碰撞是弹性碰撞．
由动量守恒定律和机械能守恒定律，有
联立①②解得物体A，B的最终速度分别为
（2）在Ⅲ位置，弹簧只能部分恢复，不能回到原长，弹簧发生塑性形变。
Ⅰ→Ⅱ，系统减少的动能部分转化为弹性势能，部分转化为内能；在Ⅱ位置，系统动能仍和(1)相同，弹性势能仍最大，但比(1)小；Ⅱ→Ⅲ，系统减少的弹性势能部分转化为动能，部分转化为内能；因此全过程系统的动能有损失（部分动能转化为内能)． 这种碰撞是非弹性碰撞．
（3）在Ⅱ位置，两物体速度相等时弹簧完全失效，不再恢复。
Ⅰ→Ⅱ，系统减少的动能全部转化为内能；在Ⅱ位置，系统动能仍和(1)相同，但没有弹性势能；由于没有弹性，物体A，B不再分开，而是以速度v ′共同运动；
设中子的质量为m，初速度为v，与氢原子碰撞后速度为u，氢核在未打出时静止。由于它们发生弹性碰撞，则
同理，对于中子与氮核的碰撞，可得
若A，B两物体发生弹性碰撞，分别讨论以下情况时碰后A，B速度如何。
（1）当m1=m2时，分别代入③， ④式：
可以发现，此时物体A，B碰撞后交换速度。
可以发现，碰撞后物体A的速度不变，而物体B的速度将以2v1向前运动。
可以发现，碰撞后物体A会反弹。
①乒乓球以初速度v1撞向静止的保龄球
②乒乓球以初速度v1撞向墙面
（1）A球与B球发生弹性正碰，由动量守恒得
第一次碰后B球的速度为2m/s，方向向右
（2）B球与C球发生碰撞，由动量守恒得：
第二次碰后B球的速度为0.5m/s，方向水平向左。
1．如图1 -5-3所示，两个质量都为3 kg 的球，以6 m/s 的速率相向运动，发生正碰后，每个球都以原来的速率向相反方向运动，它们的碰撞是弹性碰撞吗?为什么?
【解析】因为碰撞前后系统的总动能不变，所以它们的碰撞是弹性碰撞。
2．两个不同质量的球以相同的速率相向运动，其中重球的质量是轻球质量的3倍，相碰后重球停止不动，轻球以2倍的速率弹回，试证明它们发生的是弹性碰撞.
设重球与轻球质量分别为M，m，碰撞前速度为v，由题意M=3m，则碰撞前系统的动能为：
碰撞前后系统动能守恒，所以它们发生的是弹性碰撞。
A，B两小球组成的系统动量守恒，则有
又碰撞过程系统的总动能不增加，则
由题意，A的速度大于B的速度，则
根据实际情景知，碰撞后A的速度不大于B的速度，则