粤教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第1章 动量和动量守恒定律 第5节 弹性碰撞与非弹性碰撞.ppt

3.(2024广东中山高二月考)如图所示,在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板,A球在水平面上静止放置,B球向左运动与A球发生正碰,B球碰撞前、后的速率之比为3∶1,A球垂直撞向挡板,碰后原速率返回.两球刚好不发生第二次碰撞,则A、B两球的质量之比为()A.1∶2 B.2∶1C.1∶4 D.4∶1D解析设A、B的质量分别为mA、mB,B的初速度为v0,取B的初速度方向为正方向,由题意知,两球刚好不发生第二次碰撞,说明A、B碰撞后速度大小相等,方向相反,重难探究·能力素养全提升探究点一三种碰撞的理解导学探究打台球时,质量相等的母球与目标球发生碰撞,两个球一定交换速度吗?提示不一定.只有质量相等的两个物体发生一维弹性碰撞时,系统的总动量守恒,总动能守恒,才会交换速度,否则不会交换速度.知识归纳1.碰撞的三个特点外力的冲量可忽略(1)时间特点:碰撞现象中,相互作用的时间极短,相对物体运动的全过程可忽略不计.(2)相互作用力特点:在碰撞过程中,系统的内力远大于外力.(3)位移特点:碰撞过程中,由于物体的速度在极短的时间内发生突变,物体发生的位移极小,可认为碰撞前后物体处于同一位置.2.三种碰撞的比较要点笔记物理学里所研究的碰撞包括的范围很广,只要通过短时间作用,物体的动量发生了明显的变化,都可视为碰撞.例如:两个小球的撞击,子弹射入木块,系在绳子两端的物体将松弛的绳子突然拉直,铁锤打击钉子,列车车厢的挂接,中子轰击原子核等均可视为碰撞问题.需注意的是必须将发生碰撞的双方(如两小球、子弹和木块、铁锤和钉子、中子和原子核等)包括在同一个系统中,才能对该系统应用动量守恒定律.典例剖析【例题1】汽车A和汽车B静止在水平地面上,某时刻汽车A开始倒车,结果撞到了停在它正后方的汽车B,汽车B上装有智能记录仪,能够测量并记录汽车B前面的物体相对于汽车B自身的速度.在本次碰撞中,如果汽车B的智能记录仪测得碰撞前瞬间汽车A的速度大小为v0,已知汽车A的质量是汽车B质量的2倍,碰撞过程可视为弹性碰撞,则碰后瞬间汽车A相对于地面的速度大小为()C解析两汽车发生弹性碰撞,碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒,设碰撞后A、B的速度分别为v1、v2,以碰撞前A的速度方向为正方向,设B的质量为m,则A的质量为2m,由动量守恒定律,有2mv0=2mv1+mv2,解题感悟碰撞问题的两点提醒(1)当遇到两物体发生碰撞的问题,首先想到利用动量守恒定律.(2)判断碰撞的种类就是看碰撞前后的机械能变化情况.对点演练1.为了模拟宇宙大爆炸的情况,科学家们使两个带正电的重离子被加速后,沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞.若要使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能,应设法使离子在碰撞前的瞬间具有()A.大小相同的动量 B.相同的质量C.相同的动能 D.相同的速率A解析使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能,也就是在碰撞过程中损失的机械能尽可能多,在完全非弹性碰撞中,碰撞后两粒子粘在一起时,粒子损失的机械能最多.由碰撞过程中遵循动量守恒定律可知,碰撞前系统的总动量为零,则碰撞后系统的总动量亦为零,所以本题关键是设法使这两个重离子在碰撞前瞬间具有大小相等方向相反的动量,这样可以保证碰撞后粒子的动能最小,从而使更多的动能转化为内能.故选A.探究点二碰撞可能性的判断导学探究甲、乙两铁球质量分别是m1=1kg、m2=2kg,在光滑平面上沿同一直线运动,速度分别是v1=6m/s、v2=2m/s.甲追上乙发生正碰后两铁球的速度有没有可能是v1=-4m/s、v2=7m/s或v1=4m/s、v2=3m/s?提示不可能.两种情况都满足动量守恒,但第一种情况总的动能增加了,而碰撞不是爆炸,动能不可能增加;第二种情况撞完后,甲球的速度大于被撞的乙球的速度,这也不可能.知识归纳碰撞问题遵循的三个原则(1)系统动量守恒:即p1+p2=p1+p2.(3)速度要合理:符合实际①碰前两物体同向,则v后v前,碰后,原来在前面的物体速度一定增大,且v前≥v后.②两物体相向运动,碰后两物体的运动方向不可能都不改变.要点笔记根据碰撞的相互作用特点,两物体如果发生一般的非弹性碰撞,碰撞后被碰物体的速度一定大于两物体发生完全非弹性碰撞的速度,小于两物体发生弹性碰撞的速度.典例剖析【例题2】(多选)如图所示,在光滑的水平面上,有A、B两个小球,A球动量为10kg·m/s,B球动量为12kg·m/s,A球追上B球并相碰,碰撞后,A球动量变为8kg·m/s,方向没变,则A、B两球质量的比值可能为()A.0