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(共26張PPT)
新人教版 選擇性必修一
第一章 動量守恒定律
第5節 彈性碰撞與非彈性碰撞
碰撞是自然界中常見的現象。隕石撞擊地球而對地表產破壞，網球受球拍撞擊而改變運動狀態……物體碰撞中動量的變化情況，前面已進行了研究。那么，在各種碰撞中能量又是如何變化的？
前面已知，在一定條件下，物體碰撞中動量守恒。那么，在各種碰撞中能量又是如何變化的？
新課引入
二、光的折射
新課引入
這節課我們從能量的角度研究碰撞前后物體動能的變化情況，進而對碰撞進行分類
有些碰撞碰后分開，有些碰撞碰后粘在一起；有些碰撞沿一條直線，有些碰不在一條直線上；有些碰撞過程可能機械能守恒，有些過程機械能可能不守恒……
二、光的折射
學習任務一：彈性碰撞與非彈性碰撞
如圖，滑軌上有兩輛安裝了彈性碰撞架的小車，它們發生碰撞后改變了運動狀態。測量兩輛小車的質量以及它們碰撞前后的速度，研究碰撞前后總動能的變化情況。
新課講授
1.實驗演示：
學習任務一：彈性碰撞與非彈性碰撞
新課講授
質量m（g） 速度v(cm/s) 次數 A滑塊m1 B滑塊m2 A碰前v1 B碰前v2 A碰后v'1 B碰后v'2
1 275.5 175.5 56.0 0 12.8 67.3
2 74.7 0 16.5 89.2
3 92.0 0 22.7 108.3
學習任務一：彈性碰撞與非彈性碰撞
質量不同裝有彈性碰撞架的滑塊發生碰撞后分開）
數據處理
總動能 次數 碰前 碰后
1 0.043 0.002+0.040=0.042
2 0.077 0.005+0.071=0.076
3 0.116 0.007+0.103=0.110
實驗結論：在誤差允許范圍內，碰撞后，系統動能不變
新課講授
質量不同且貼有膠布的滑塊發生碰撞后不分開）
質量m 速度v 次數 A滑塊m1 B滑塊m2 A碰前v1 B碰前v2 A碰后v'1 B碰后v'2
1 270.0 168.0 79.0 0 45.8 45.8
2 89.0 0 54.1 54.1
3 142.4 0 87.4 87.4
學習任務一：彈性碰撞與非彈性碰撞
總動能 次數 碰前 碰后
1 0.084 0.028+0.018=0.046
2 0.107 0.040+0.025=0.065
3 0.273 0.103+0.064=0.167
實驗結論：碰撞后，系統動能減少
二、
光的折射
碰撞后物體的形變完全恢復，碰撞后系統沒有機械能損失，碰撞過程中系統機械能守恒．
鋼球、玻璃球碰撞時，機械能損失很小，它們的碰撞可以看作彈性碰撞
動量守恒
機械能守恒
學習任務一：彈性碰撞與非彈性碰撞
2.彈性碰撞：
動量守恒
機械能不守恒
碰撞后物體的形變只有部分恢復，系統有部分機械能損失
3.非彈性碰撞：
學習任務一：彈性碰撞與非彈性碰撞
碰撞后兩物體一起以同一速度運動．碰撞后物體的形變完全不能恢復，系統機械能損失最大．
動量守恒
機械能不守恒
4.完全非彈性碰撞:
學習任務一：彈性碰撞與非彈性碰撞
光滑水平面上，兩個物體的質量都是m,碰撞以前一個物體靜止,另一個以速度 向它撞去.碰撞以后兩個物體粘在一起,成為一個質量為2m的物體,以一定的速度繼續前進，碰撞前后該系統的總動能是否會有損失
由動量守恒定律：
碰撞前系統總動能：
碰撞后系統總動能：
碰撞過程有機械能損失
解析：設碰后速度為v
v
靜止
m
m
v’
2m
例題1
碰撞的可能性判斷
1. 系統動量守恒：
2. 系統動能不增加：
內力遠大于外力
機械能守恒或損失
或者
符合實際情況
3. 同向運動相碰：
3. 相向運動相碰：
且
碰后至少有一個物體要反向
（不能再次碰撞）
v1
m1
m2
v2
學習任務一：彈性碰撞與非彈性碰撞
深入思考
二、光的折射
1.正碰：
兩個小球相碰，碰撞之前球的運動速度與兩球心的連線在
同一條直線上，碰撞之后兩球的速度仍會沿著這條直線。這種碰撞稱為正碰，也叫作對心碰撞或一維碰撞。如圖所示。
學習任務二：彈性碰撞的實例分析
m2
m1
v1
m1
v1’
m2
v2’
解：碰撞過程中動量守恒，
彈性碰撞中沒有動能損失，
由此解得
【情景設置】
物體m1以速度v1與原來靜止的物體m2發生正碰。碰撞后的速度分別為v1’和v2’
學習任務二：彈性碰撞的實例分析
深入討論
等大小，互換跑
情形一：m1 = m2，則 v1 ，v2 = ,
=
v1
0
學習任務二：彈性碰撞的實例分析
小碰大，反向跑
情景二、若 m1 < m2，
則 v1 0，v2 0,
<
>
極小碰極大，大不變，小等速反彈
情景三、若 m1 << m2 ，
則 v1 ≈ ，v2 ≈ ，
-v1
0
學習任務二：彈性碰撞的實例分析
大碰小，都慢跑
情景四、若 m1 > m2，
則 v1 0， v2 0,
>
>
極大碰極小，大不變，小加倍
情景五、若 m1 >> m2 ，
則 v1 ≈ ，v2 ≈ ，
v1
2v1
學習任務二：彈性碰撞的實例分析
例題2
拓展延伸
碰撞過程中系統動量守恒：
彈性碰撞中沒有機械能損失：
若在一光滑水平面上有兩個質量分別為m1、m2的剛性小球A和B，以初速度v1、v2運動，若它們能發生碰撞（為一維彈性碰撞），碰撞后它們的速度分別為v’1和v’2分別是多大？
動碰動：
科學漫步
抽象與概括
物理概念是運用抽象、概括等方法進行思維加工的產物。為了揭示事物的本質和規律，往往需要根據研究對象和問題的特點，從研究的目的出發，忽略個別的、非本質的屬性，抽取共同的、本質的屬性進行研究，這是一種抽象的思維方法。把事物共同的、本質的屬性提煉出來，從而推廣到同類事物上去，找到事物的共同屬性，這是一種概括的思維方法。
科學漫步
抽象與概括
在動量概念的建立過程中，物理學家研究了各種各樣的碰撞現象，尋找物理量來揭示運動的本質，發現：“每個物體所具有的‘動量’在碰撞后可以增多或減少，但是在碰撞前后系統的這一量值卻保持不變”。科學前輩就是在追尋不變量的努力中，通過抽象、概括等方法提出了動量的概念，并通過動量守恒定律建立了自然界的相互聯系。
二、光的折射
當堂達標檢測
M越大v1越小，故M越小v1越大，速度越能夠降下來。
有些核反應堆里要讓中子與原子核碰撞，以便把中子的速度降下來。為此，應該選用質量較大的還是質量較小的原子核？為什么？
如圖所示,兩個小球A、B在光滑水平地面上相向運動,它們的質量分別為mA=4 kg,mB=2 kg,速度分別是vA=3 m/s(設為正方向),vB=-3 m/s,則它們發生正碰后,速度的可能值分別為 ( )
A.v'A=-1 m/s,v'B=5 m/s
B.v'A=-2 m/s,v'B=6 m/s
C.v'A=2 m/s,v'B=-1 m/s
D.v'A=0.5 m/s,v'B=2 m/s
AD
當堂達標檢測
[解析]碰前系統總動量為p總=4×3 kg·m/s+2×(-3)kg·m/s=6 kg·m/s
碰前總動能為Ek總=×4×32 J+×2×(-3)2 J=27 J
若v'A=-1 m/s ,v'B=5 m/s ,不違反實際速度可行性,碰后系統動量和動能分別為
p'總=4×(-1) kg·m/s+2×5 kg·m/s=6 kg·m/s
E'k總=×4×(-1)2 J+×2×52 J=27 J
動量守恒,機械能也守恒,故A可能;
若v'A=-2 m/s,v'B=6 m/s,則碰后系統動量
p'總=4×(-2) kg·m/s+2×6 kg·m/s=4 kg·m/s
系統動量不守恒,故B不可能;
當堂達標檢測
若v'A=2 m/s,v'B=-1 m/s,違反速度實際可行性,發生二次碰撞,故C不可能;
若v'A=0.5 m/s,v'B=2 m/s,不違反速度實際可行性,碰后系統動量和機械能分別為
p'總=(4×0.5+2×2) kg·m/s=6 kg·m/s
E'k總=×4×0.52 J+×2×22 J=4.5 J,故D可能.
當堂達標檢測

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