人教版 (2019)选择性必修 第一册弹性碰撞和非弹性碰撞教学课件ppt

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教学课件ppt，共31页。PPT课件主要包含了学习目标，知识回顾，提醒碰撞问题处理，现代火箭等内容，欢迎下载使用。
指相对运动的物体相遇时，在极短的时间内它们的运动状态发生了显著的变化的过程。
（1）碰撞的时间极短，可以忽略。
（2）碰撞过程产生的位移很小，可以认为在原位置发生。
（3）碰撞过程内力远大于外力，系统动量守恒。
1.弹性碰撞(完全弹性碰撞)：（一动碰一静）碰撞过程中机械能守恒的碰撞叫弹性碰撞．(碰撞前后动能不变)
Ek1＝E′k1＋E′k2
碰撞后形变能完全恢复，碰撞过程只产生机械能的转移，系统总动能不变。如钢球、玻璃球的碰撞。
模型：假设物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性碰撞,碰撞后他们的速度分别为 v1´和v2´。求出用m1、m2、v1来表示v1´和v2´的表达式。
——极大碰极小，原速前进
——极小碰极大，原速反弹
1.弹性碰撞(完全弹性碰撞)：（一动碰一动）碰撞过程中机械能守恒的碰撞叫弹性碰撞．(碰撞前后动能不变)
E′k1＋E′k2＝Ek1＋Ek2
2.非弹性碰撞：（1）非弹性碰撞： 如果碰撞过程中机械能不守恒，但损失机械能（动能）不是最大的碰 撞（碰撞后速度不相等）叫做非完全弹性碰撞。
Ek1＋Ek2 >E′k1＋E′k2
（2）完全非弹性碰撞：
碰撞后两物体“合”为一体，具有共同的速度，这种碰撞动能损失最大．
Ek1＋Ek2 >Ek总
例1.如图，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？如果有损失，损失的能量为多少？
（2）两物体相向运动碰后两物体的运动方向不可能都不变，除非两物体碰撞后速度均为零；
（2）非对心碰撞（斜碰）：碰撞前后物体的速度不在同一直线上；
（1）对心碰撞（正碰）：碰撞前后物体的速度在同一直线上；
与宏观物体碰撞不同的是，微观粒子相互接近时并不发生直接碰撞，因此微观粒子的碰撞又叫做散射。由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小，所以多数粒子在碰撞后飞向四面八方。
1.定义：如果一个静止物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某一方向运动，另一部分必然向相反的方向运动。这个现象叫做反冲；
2.反冲现象的应用与防止
（1）应用：农田、园林的喷灌装置利用反冲，使水从喷口喷出时，一边喷水一边旋转；
（2）防止：用枪射击时，由于枪声的反冲会影响射击的准确性，所以用步枪射击时要把枪身底在肩部以减少反冲的影响；
2.反冲运动的特点及遵循的规律：
（2）反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可用动量守恒定律处理．但由于其他形式的能转变为机械能，所以系统的总动能增加；
作用前：p = 0 作用后: p' = mv + Mv' 则根据动量守恒定律有：p' = p 即 mv + Mv = 0 故有：v' = − ( m/M )v负号表示作用后的两部分运动方向相反
2.2反冲运动遵行的规律:遵循动量守恒定律
1.我国早在宋代就发明了火箭，如图所示。箭杆上捆一个前端封闭的火药筒，点燃后生成的燃气以很大速度向后喷出，箭杆由于反冲而向前运动。2.喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理，它们都是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度的。
这是世界上最早的喷射火箭。
1.定义：现代火箭是指一种靠喷射高温高压燃气获得反作用力向前推进的飞行器,是反冲运动的典型应用之一。2.现代火箭的主要用途 利用火箭作为运载工具,例如发射探测仪器、常规弹头和核弹头、人造卫星和宇宙飞船。
3.火箭的工作原理 主要由壳体和燃料两大部分组成。 火箭燃料燃烧时，从尾部喷出的气体具有很大的动量，根据动量守恒定律，火箭获得等大反向的动量，因而发生连续的反冲现象，随着推进剂的消耗，火箭的质量逐渐减小，加速度不断增大，当推进剂燃尽时，火箭即以获得的速度沿着预定的空间轨道飞行。
4.最大飞行速度的决定因素：（后面例题讨论） (1)喷气速度:现代液体燃料火箭的喷气速度约为2.5km/s,提高到3-4km/s需很高的技术水平。 (2)质量比(火箭开始飞行时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比):现代火箭能达到的质量比不超过10。 说明： 喷气速度越大,质量比越大,火箭最终速度就越大。火箭向前飞行所能达到的最大速度,一般来说就是燃料燃尽时火箭的速度。
要发射人造卫星，这样的火箭还不能达到所需的速度，如何解决卫星发射问题？
5.用多级火箭发射卫星获得所需速度
多级火箭是由单级火箭构成，发射时先点燃第一级火箭，燃料用完后，空壳自动脱落，然后下一级火箭脱落，多级火箭及时把外壳脱落，使火箭的总质量减少，因而达到更高的速度。 但并非火箭级数越多就越好，级数越多结构越复杂，技术要求越高，工作可靠性越差，目前多级火箭一般是三级火箭。
例题3 设火箭发射前的总质量是M，燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速率为v. 求燃料燃尽后火箭的飞行速度为v′．
火箭飞行最大速度由什么因素决定？
解：在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量守恒。取火箭的速度方向为正方向，发射前火箭的总动量为0，发后的总动量为
[典例4]　一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体喷出时的速度v＝1 000 m/s，设火箭质量M＝300 kg，发动机每秒喷气20次。(1)当第三次气体喷出后，火箭的速度为多大？(2)运动第1 s末，火箭的速度为多大？