人教版（2019）高中物理选择性必修一第一章 第5节弹性碰撞和非弹性碰撞 课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册弹性碰撞和非弹性碰撞一等奖课件ppt，共21页。PPT课件主要包含了学习目标，弹性碰撞和非弹性碰撞，非弹性碰撞，弹性碰撞的实例分析，碰撞的分析，动量守恒，机械能守恒，联立解得，碰撞的特点，碰撞问题等内容，欢迎下载使用。
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？
实验：研究小车碰撞前后动能的变化
我们通过实验来研究这个问题。思考下面的问题也许有助于你设计实验。•仔细观察图示实验装置，想一想，总动能减少的原因是什么？•为了尽量减少总动能的损失，可以对图示的实验装置怎样进行改进？•需要测量哪些实验数据？如何测量？在图示所示的实验装置中，分别为两辆小车安装了弹性碰撞架来减少动能的损失。你还有其他办法吗？
在本章第一节图1.1-2 所示的实验中，经过计算我们知道，如果碰撞后两辆小车粘在一起，则总动能减少。这种情况普遍吗？是否有碰撞前后总动能不变的情况呢？
如果系统在碰撞前后动能不变，这类碰撞叫作弹性碰撞（elastic cllisin）
例题——完全非弹性碰撞
如图1.5-2，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？
完全非弹性碰撞(两个物体碰撞后粘在一起，有共同速度)
如图所示：两个小球相碰，碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在同一条直线上，碰撞之后两球的速度仍会沿着这条直线。这种碰撞称为正碰，也叫作对心碰撞或一维碰撞。
弹性碰撞的实例分析——动碰静
为使研究问题简单，我们假设物体m1以速度v0与原来静止的物体m2发生正碰，如图1.5-4所示。碰撞后它们的速度分别为v1和v2。
情形一：若m1＝m2，则v1＝0，v2＝v0 ，（质量相等，交换速度）；
情形三：若m1＜m2，则v1＜0，v2＞0（小碰大，要反弹）；
特例：当m1≪m2时，v1≈－v0，v2≈0（极小碰极大，大不变，小等速率反弹）。
弹性碰撞的实例分析——动碰动
若在一光滑水平面上有两个质量分别为m1、m2的刚性小球A和B，以初速度v1、v2运动，若它们能发生碰撞（为一维弹性碰撞），碰撞后它们的速度分别为v'1和v'2分别是多大？
时间特点:相互作用时间非常短,相对物体运动的全过程可忽略不计.相互作用力特点:碰撞过程中内力远大于外力,系统所受外力可以忽略不计,系统动量守恒。位移特点:可认为碰撞前后物体处于同一位置,位移为零,但速度可在短时间内改变、能量特点:碰撞后系统的动能一定不会增加.
原则一：动量守恒 p1＋p2＝p1'＋p2' 。
原则二：动能不增加 Ek1＋Ek2≥Ek1'＋Ek2' 。
①碰前两物体同向运动，若要发生碰撞，则应有 v后＞v前，碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体仍同向运动，则应有v前'≥v后'。
②碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向至少有一个改变。
对点训练——碰撞的可能性分析
对点训练——非弹性碰撞问题
（2020·全国Ⅲ卷）甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1 kg，则碰撞过程两物块损失的机械能为（　　）
对点训练——碰撞规律的应用
（2022·广东高考）某同学受自动雨伞开伞过程的启发，设计了如图所示的物理模型。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，初始时它们处于静止状态。当滑块从A处以初速度v0为10 m/s向上滑动时，受到滑杆的摩擦力f为1 N。滑块滑到B处与滑杆发生完全非弹性碰撞，带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动。已知滑块的质量m＝0.2 kg，滑杆的质量M＝0.6 kg，A、B间的距离l＝1.2 m，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力。求：
（1）滑块在静止时和向上滑动的过程中，桌面对滑杆支持力的大小N1和N2；
（2）滑块碰撞前瞬间的速度大小v；
（3）滑杆向上运动的最大高度h。
对点训练——完全非弹性碰撞
（对选）A、B两球沿一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前后的位移—时间图像。a、b分别为A、B两球碰撞前的位移—时间图线，c为碰撞后两球共同运动的位移—时间图线。若A球的质量m＝2 kg，则下列结论正确的是(　　)A．A、B碰撞前的总动量为3 kg·m/sB．碰撞过程中A对B的冲量为－4 N·sC．碰撞前后A的动量变化量为4 kg·m/sD．碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10 J
1.在气垫导轨上，一个质量为400 g的滑块以15 cm/s的速度与另一个质量为200 g、速度为10 cm/s并沿相反方向运动的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块粘在一起。（1）求碰撞后滑块速度的大小和方向。（2）这次碰撞，两个滑块共损失了多少机械能？2.速度为10 m/s的塑料球与静止的钢球发生正碰，钢球的质量是塑料球的4倍，碰撞是弹性的，求碰撞后两球的速度。
3.有些核反应堆里要让中子与原子核碰撞，以便把中子的速度降下来。为此，应该选用质量较大的还是质量较小的原子核？为什么？
4.一种未知粒子跟静止的氢原子核正碰，测出碰撞后氢原子核的速度是3.3×107m/s。该未知粒子跟静止的氮原子核正碰时，测出碰撞后氮原子核的速度是4.4×106m/s。已知氢原子核的质量是mH，氮原子核的质量是14 mH，上述碰撞都是弹性碰撞，求未知粒子的质量。这实际是历史上查德威克通过测量质量从而发现中子的实验，请你根据以上查德威克的实验数据计算：中子的质量与氢核的质量mH有什么关系？