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课文配套课件ppt

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第4节 弹性碰撞与非弹性碰撞课文配套课件ppt，共39页。PPT课件主要包含了结合在一起，交换速度，被反弹回来，6ms，较大物体的速度，常见类碰撞模型等内容，欢迎下载使用。

1．知道非弹性碰撞、完全非弹性碰撞和弹性碰撞的概念和特点。2．掌握弹性碰撞的规律，能根据弹性碰撞的规律解释判断有关现象和解决有关的问题。3．探究一维弹性碰撞的规律。4．科学知识来源于生活实际，能将所学的知识应用于生活实际中。
知识点一　不同类型的碰撞1．弹性碰撞碰撞前后系统的总动能____的碰撞称为弹性碰撞。2．非弹性碰撞碰撞过程中机械能有____的碰撞称为非弹性碰撞。3．完全非弹性碰撞碰撞后物体__________，系统的动能损失____的碰撞称为完全非弹性碰撞。
必备知识·自主预习储备
提醒　这三种碰撞，动量都是守恒的。
体验1．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)完全非弹性碰撞，动量守恒，动能也守恒。(　　)(2)速度不同的两个小球碰撞后粘在一起，碰撞过程中没有能量损失。(　　)(3)碰撞现象中内力远大于外力，所以可认为碰撞时系统的总动量守恒。(　　)
知识点二　弹性碰撞1．实验与探究(1)质量相等的两个钢球碰撞时，碰撞后两球交换了____，可得碰撞前后两球的总动能相等。(2)质量较大的钢球与静止的质量较小的钢球发生弹性碰撞，碰后两球运动方向____。(3)质量较小的钢球与静止的质量较大的钢球发生弹性碰撞，碰后质量较小的钢球速度方向与原来____。
由以上两式对弹性碰撞中运动钢球碰撞静止钢球实验研究结论的解释：(1)当m1＝m2时，v1′＝0，v2′＝v1，表示碰撞后两球________。(2)当m1＞m2时，v1′＞0，v2′＞0，表示碰撞后____向前运动。(3)当m1＜m2时，v1′＜0，v2′＞0，表示碰撞后质量小的球__________。
提醒　弹性碰撞是一种理想情况，实际的碰撞都有能量损失。
体验2．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)弹性碰撞过程中动量守恒、动能不守恒。(　　)(2)两个质量相同的小球发生正碰时一定交换速度。(　　)(3)质量较大的物体与质量较小且静止的物体发生碰撞时不可能被反弹。(　　)
3．填空大小、形状完全相同，质量分别为3 kg和2 kg的两个物体在无摩擦的水平面上相向运动，速度分别为5 m/s和 1 m/s，如果两物体碰撞后并粘在一起，则它们共同的速度大小为________，方向与______________________方向相同。
碰撞是生活中非常常见的现象，如图所示，会发现碰撞的结果多种多样，有的物体碰后分开了，但都朝一个方向运动，有的物体碰后朝两个不同的方向运动。
关键能力·情境探究达成
(1)两个物体碰撞时间极短，碰撞物体组成的系统动量是否守恒？(2)打台球时，质量相等的母球与目标球发生碰撞，两个球一定交换速度吗？
提示：(1)两个物体碰撞时，由于碰撞时间极短，要么系统所受外力为零，要么外力远小于内力，外力的冲量很小，可以忽略不计。所以系统在碰撞过程中动量要么守恒，要么近似守恒。(2)不一定。只有质量相等的母球和目标球发生一维弹性碰撞时，系统的总动量守恒，总机械能守恒，两个球才会交换速度，否则不会交换速度。
考点1　碰撞过程的特点1．时间特点：在碰撞、爆炸现象中，相互作用的时间很短。2．相互作用力的特点：在相互作用过程中，相互作用力先是急剧增大，然后急剧减小，平均作用力很大。3．动量守恒条件的特点：系统的内力远远大于外力，所以系统即使所受合力不为零，外力也可以忽略，系统的总动量守恒。4．位移特点：碰撞过程是在一瞬间发生的，时间极短，在物体发生碰撞的瞬间，可忽略物体的位移，认为物体在碰撞前后仍在原位置。5．能量特点：碰撞前总动能Ek与碰撞后总动能Ek′满足Ek≥Ek′。
【典例1】　(多选)如图所示，在质量为M的小车中挂着一单摆，摆球质量为m0，小车和单摆以恒定的速度v沿光滑水平地面运动，与位于正前方的质量为m的静止的木块发生碰撞，碰撞的时间极短。在此碰撞过程中，下列情况可能发生的是(　　)
A．小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为v1、v2、v3，满足(M＋m0)v＝Mv1＋mv1＋m0v3B．摆球的速度不变，小车和木块的速度分别变为v1和v2，满足Mv＝Mv1＋mv2C．摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为u，满足Mv＝(M＋m)uD．碰撞时间极短，在此碰撞过程中，摆球的速度还来不及变化
BCD　[小车与木块碰撞，且碰撞时间极短，因此相互作用只发生在木块和小车之间，悬挂的摆球在水平方向未受到力的作用，故摆球在水平方向的动量未发生变化，即摆球的速度在小车与木块碰撞过程中始终不变，由此可知A情况不可能发生；选项B的说法对应于小车和木块碰撞后又分开的情况，选项C的说法对应于小车和木块碰撞后粘在一起的情况，两种情况都有可能发生。故B、C、D正确，A错误。]
[跟进训练]1．(多选)在两个物体碰撞前后，下列说法可以成立的是(　　)A．作用后的总机械能比作用前小，但总动量守恒B．作用前后总动量均为零，但总动能守恒C．作用前后总动能为零，而总动量不为零D．作用前后总动量守恒，而系统内各物体的动量增量的总和不为零
AB　[选项A是非弹性碰撞，成立；选项B是弹性碰撞，成立；选项C不成立，因为总动能为零其总动量一定为零；选项D不成立，因为总动量守恒则系统所受合外力一定为零，若系统内各物体的动量增量总和不为零的话，则系统一定受到外力的作用。]
(3)符合实际情况，如果碰前两物体同向运动，则后面的物体速度必大于前面物体的速度，即v后＞v前，否则无法实现碰撞。碰撞后，原来在前的物体的速度一定增大，且原来在前的物体速度大于或等于原来在后的物体的速度，即v′前≥v′后，否则碰撞没有结束。如果碰前两物体相向运动，则碰后两物体的运动方向不可能都不改变，除非两物体碰撞后速度均为零。
角度1　碰撞的可能分析【典例2】　如图所示，两个小球A、B在光滑水平地面上相向运动，它们的质量分别为mA＝4 kg，mB＝2 kg，速度分别是vA＝3 m/s(设为正方向)，vB＝－3 m/s。则它们发生正碰后，速度的可能值分别为(　　)A．vA′＝1 m/s，vB′＝1 m/sB．vA′＝－3 m/s，vB′＝9 m/sC．vA′＝2 m/s，vB′＝－1 m/sD．vA′＝－1 m/s，vB′＝－5 m/s
[思路点拨]　(1)子弹打击物体A瞬间，子弹与物体A组成的系统动量守恒。(2)弹簧压缩量最大时，子弹、物体A和B及弹簧组成的系统有相同速度。
规律方法　处理碰撞问题的几个关键点(1)选取动量守恒的系统：若有三个或更多个物体参与碰撞时，要合理选取所研究的系统。(2)弄清碰撞的类型：弹性碰撞、完全非弹性碰撞还是其他非弹性碰撞。(3)弄清碰撞过程中存在的关系：能量转化关系、几何关系、速度关系等。
[答案]　(1)5 m/s　(2)2 m/s
学习效果·随堂评估自测
AD　[由碰撞前、后总动量守恒m1v1＝m1v1′＋m2v2′和能量不增加Ek≥Ek1＋Ek2验证A、B、D三项皆有可能；但B项碰后后面小球的速度大于前面小球的速度，会发生第二次碰撞，不符合实际，所以A、D两项有可能。]
2．(多选)在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，并发生碰撞，下列现象可能的是(　　)A．若两球质量相等，碰后以某一相等速率互相分开B．若两球质量相等，碰后以某一相等速率同向而行C．若两球质量不等，碰后以某一相等速率互相分开D．若两球质量不等，碰后以某一相等速率同向而行
AD　[由题意知，碰撞前、后两球组成的系统总动量守恒。对选项A，碰撞前两球总动量为零，碰撞后总动量也为零，动量守恒，所以选项A是可能的；对选项B，若碰撞后两球以某一相等速率同向而行，则两球的总动量不为零，而碰撞前总动量为零，所以选项B不可能；对选项C，碰撞前系统总动量与质量较大的球方向相同，若碰后以某一相等速度反向而行，总动量也与质量较大的球方向相同，而此方向与碰撞前相反，违反了动量守恒定律，选项C不可能；对选项D，碰撞前总动量不为零，碰撞后总动量也不为零，方向可能相同，所以选项D是可能的。故正确选项为A、D。]
BC　[因水平地面光滑，小车、木块、弹簧组成的系统动量守恒，有mv＝Mv′，ms1＝Ms2，因不知m、M的大小关系，故无法比较s1、s2的大小关系，但当木块C与小车B端碰撞后，系统总动量为零，整个系统又处于静止状态，故B、C正确，D错误；因木块C与小车B端的碰撞为完全非弹性碰撞，机械能损失最大，故A错误。]
4．(新情境，以“反导拦截”为背景，考查碰撞问题)2023年4月14日晚，中国在境内进行了第六次陆基中段反导拦截技术试验，试验取得成功。问题：碰撞和爆炸过程中机械能变化有什么区别？
提示：碰撞过程中机械能不增加，爆炸过程中机械能一定增加，有其他形式的能转化为机械能。