高中鲁科版 (2019)弹性碰撞与非弹性碰撞教学ppt课件

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1.碰撞分析:碰撞过程机械能守恒、动量守恒。质量分别为m1、m2的小球发生弹性碰撞,碰撞前v1≠0,v2=0,则碰后两球速度分别为v1'= v1,v2'= v1。2.碰撞结果讨论(1)若m1=m2,则两球发生弹性碰撞后,v1'=0,v2'=v1,即二者碰撞后交换速度。(2)若m1>m2,则两球发生弹性碰撞后,v1'>0,v2'>0,碰撞后两球都向前运动。(3)若m10,碰撞后入射小球被反弹回来。
1.非弹性碰撞动量守恒,存在机械能损失。2.若碰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。
1.发生碰撞的两个物体,动量是守恒的。(　    )2.发生碰撞的两个物体,机械能是守恒的。(　    )3.碰撞后两个物体粘在一起,碰撞中动量是守恒的,但机械能损失是最大的。 (　    )4.两球发生弹性碰撞时,两者碰后交换速度。 (　    )
知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。
只有质量相等的两球发生弹性碰撞时,两者碰后才交换速度。
在非弹性碰撞中机械能不守恒。
1.处理碰撞问题遵循的三个规律(1)动量守恒:运动方向上满足动量守恒的条件。(2)动能不能增加:即 + ≥ + 。(3)速度要合理:同向碰撞时,碰前应有v后>v前,碰后应有v前'≥v后';相向运动时,碰后两物体的运动方向不可能都不改变。2.弹性碰撞的速度问题动量守恒:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'机械能守恒: m1 + m2 = m1v1'2+ m2v2'2
则有v1'= ,v2'= 3.弹性碰撞的判断(1)题目中明确指出物体间发生的是弹性碰撞;(2)弹性小球、光滑钢球或分子、原子等微观粒子碰撞,属于弹性碰撞。
4.爆炸模型与碰撞模型的比较
　　常规意义上的碰撞,物体间作用力大、时间短,作用力是斥力。有些情况下,当两个物体发生作用时,尽管作用时间比较长,甚至作用力也不是斥力,我们仍可以当成碰撞来处理,这类问题我们称为类碰撞问题。常见模型具体分析如下:1.类碰撞模型之“弹簧模型”
(1)对于光滑水平面上的弹簧类问题,在作用过程中,系统所受的合外力为零,满足动量守恒的条件。(2)整个过程涉及弹性势能、动能的转化,应用能量守恒定律解决此类问题。(3)弹簧压缩至最短时,弹簧连接的两物体速度相同,此时弹簧的弹性势能最大;弹簧恢复原长时,弹性势能为零,系统动能最大。
2.类碰撞模型之“子弹打木块模型”(1)子弹打木块的过程很短暂,认为该过程中内力远大于外力,则系统动量守恒。(2)在子弹打木块过程中摩擦生热,系统的机械能不守恒,部分机械能向内能转化。(3)若子弹未射穿木块,二者最后有共同速度,机械能损失最多。3.类碰撞模型之“板块模型”
(1)在光滑水平面上,把滑块、木板看作一个整体,摩擦力为内力,滑块和木板组成的系统动量守恒。(2)由于摩擦生热,部分机械能转化为内能,系统的机械能不守恒,应用能量守恒定律求解问题。
4.类碰撞模型之“滑块+光滑弧面(斜面)模型”
(1)在光滑水平面上,把滑块、光滑弧面(斜面)看作一个整体,它们之间的作用力为内力,滑块和弧面(斜面)组成的系统在水平方向动量守恒。(2)由于只有动能和重力势能之间的转化,所以系统机械能守恒,应用机械能守恒定律或能量守恒定律求解问题。(3)滑块到达弧面(斜面)最高点时(滑块竖直方向的速度为零)二者有共同速度。5.类碰撞模型之“悬绳模型”
　　此模型系统机械能守恒,水平方向动量守恒,解题时需关注物体运动的最高点和最低点。
典例 (多选)如图所示,水平光滑轨道宽和轻质弹簧自然长度均为d【1】,A、B两球质量分别为m1、m2,已知m1=3m2,B的左边有一固定挡板,A由图示位置静止释放,当A与B相距最远时【2】,A的速度为v0,则在以后的运动过程中 (　    ) A.A的最小速度是0B.A的最小速度是 v0C.B的最大速度是 v0D.B的最大速度是2v0
信息提取    【1】当A运动到B正上方时,弹簧处于自然长度,A运动到B正上方的左右两侧时,弹簧均处于伸长状态; 【2】A与B的速度相同。
思路点拨    A与B的运动大致可分为以下三个过程:
(1)图甲到图乙,B受到挡板向右的作用力,系统水平方向的动量不守恒;(2)图乙到图丙,系统动量守恒【3】,图丙时刻,A、B速度相等,可求图乙时A的速度;(3)图丙到图丁,A减速,B加速,位于图丁时,根据动量守恒定律和机械能守恒定律【4】求A的最小速度和B的最大速度。