物理人教版选择性必修第一册-1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞.pdfVIP

1.5弹性碰撞和非弹性碰撞

【教学目标与核心素养】

【物理观念】握弹性碰撞、非弹性碰撞的特点。

【科学思维】会应用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题。

【科学探究】观看演示视频后学生分组探究碰撞现象的特点，教师引导总结碰撞问题中的守恒量，

能对常见的一维碰撞问题进行定量计算。

【科学态度与责任】感受不同碰撞的区别，培养学生勇于探索的精神。加深对动量守恒与能量守恒

定律的理解，能运用这两个定理解决一些简单的与生产、生活相关的实际问题

【重难点】

【教学重点】用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题。

【教学难点】对各种碰撞问题的理解。

【教学过程】

一、【引入新课】

生活中存在着各种碰撞现象

打台球打乒乓钉钉子

打桩机打桩打篮球时的肢体碰撞拳击

低头族撞墙撞机

思考：

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？

物体碰撞时，通常作用时间很短，相互作用的内力很大，因此，外力往往可以忽略不计，满足动量

守恒条件。下面我们从能量的角度研究碰撞前后物体动能的变化情况，进而对碰撞进行分类。

研究两辆小车碰撞前后总动能的变化情况

二、【进行新课】

探究点一、弹性碰撞和非弹性碰撞

研究小车碰撞前后的动能变化

如图滑轨上有两辆安装了弹性碰撞架的小车，它们发生碰撞后改变了运动状态。测量两辆小车的质

量以及它们碰撞前后的速度，研究碰撞前后总动能的变化情况。

研究两辆小车碰撞前后总动能的变化情况

碰撞：

定义：相对运动的物体相遇，在极短时间内，通过相互作用，运动状态发生显著变化的过程叫碰撞。

特点：1.相互作用时间极短；

2.在极短时间内，内力从零变到极大又迅速变为零，其平均值很大；

3.碰撞过程中系统所受合外力为零或者远远小于内力；

4.碰撞过程两物体产生的位移可忽略，可认为碰撞前后物体处于同一位置

系统的动量是守恒的；

弹性碰撞和非弹性碰撞：

1．弹性碰撞：如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞。

2．非弹性碰撞：如果碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。

【课内练习】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？

分析：可以先根据动量守恒定律求出碰撞后的共同速度v′，然后分别计算碰撞前后的总动能进行

比较。

探究点二、弹性碰撞的实例分析

对心碰撞：如图两个小球相碰，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。

对心碰撞

非对心碰撞：一个运动的球与一个静止的球碰撞，如果碰撞之前球的运动速度与两球心的连线不在

同一条直线上，碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线。如图乙、丙所示。

思考：

发生弹性碰撞的两个物体，由于质量不同，碰撞后的速度将有哪些特点？

我们假设物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生正碰，如图所示。碰撞后它们的速度分别

为v′和v′。

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运动物体与静止物体碰撞

碰撞过程遵从动量守恒定律，据此可以列出包含上述各已知量和未知量的方程：

mv＝mv′＋mv′（1）

111122

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弹性碰撞中没有动能损失，于是可以列出另一个方程：2222

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