人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第一章 动量守恒定律 5 弹性碰撞和非弹性碰撞.ppt

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即学即用练一练1.一颗水平飞来的子弹射入一个原来悬挂在天花板上静止的小沙袋并留在其中,之后和沙袋一起上摆,忽略空气阻力,关于子弹与沙袋组成的系统,下列说法正确的是()A.子弹射入沙袋的过程中系统动量和机械能都守恒B.子弹射入沙袋的过程中系统动量和机械能都不守恒C.共同上摆阶段动量守恒,机械能不守恒D.共同上摆阶段动量不守恒,机械能守恒答案D解析子弹和沙袋组成的系统,在子弹射入沙袋的过程中动量守恒,但机械能不守恒,共同上摆过程中动量不守恒,机械能守恒,选项D正确。2.如图所示,两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动,滑块A的质量为m,速度大小为2v0,方向向右,滑块B的质量为2m,速度大小为v0,方向向左,两滑块发生弹性碰撞后A向左运动,则B向运动。?答案右解析选向右为正方向,则A的动量pA=m·2v0=2mv0,B的动量pB=-2mv0。碰前A、B的动量之和为零,根据动量守恒,发生弹性碰撞后A、B的动量之和也应为零,所以B向右运动。重难探究?能力素养全提升探究一对碰撞问题的认识和理解【情境探究】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?要点提示不一定。质量相等的两个物体发生一维弹性碰撞时,若系统的总动量守恒,总动能守恒,则会交换速度,若动能有损失则不会交换速度。【知识归纳】1.对碰撞的广义理解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。2.碰撞过程的五个特点(1)时间特点:在碰撞现象中,相互作用的时间很短。(2)相互作用力的特点:在相互作用过程中,相互作用力先是急剧增大,然后急剧减小,平均作用力很大。(3)动量的特点:系统的内力远远大于外力,所以系统即使所受外力的矢量和不为零,外力也可以忽略,系统的总动量守恒。(4)位移特点:碰撞过程时间极短,在物体发生碰撞瞬间,可忽略物体的位移,认为物体在碰撞前后仍在原位置。(5)能量特点:碰撞前总动能Ek与碰撞后总动能Ek满足Ek≥Ek。3.碰撞的规律(1)碰撞的种类及遵循的规律种类遵循的规律弹性碰撞动量守恒,机械能守恒非弹性碰撞动量守恒,机械能有损失完全非弹性碰撞动量守恒,机械能损失最大碰后速度相等(或成为一体)(2)特殊的弹性碰撞——运动物体碰静止物体遵循的规律动量守恒m1v1=m1v1+m2v2,机械能守恒碰后结果特殊情况若m1=m2,则v1=0,v2=v1若m1?m2,则v1=v1,v2=2v1若m1?m2,则v1=-v1,v2=0【应用体验】典例1现有甲、乙两滑块,质量分别为3m和m,以相同的速率v在光滑水平面上相向运动,发生了碰撞。已知碰撞后,甲滑块静止不动,那么这次碰撞是()A.弹性碰撞 B.非弹性碰撞C.完全非弹性碰撞 D.条件不足,无法确定审题突破读取题干获取信息光滑水平面水平面上无摩擦力相向运动两者速度方向相反碰撞后,甲滑块静止不动碰后甲速度为零答案A解析由动量守恒定律得3mv-mv=0+mv,所以v=2v;碰前总动能规律方法对碰撞问题的三点提醒(1)当遇到两物体发生碰撞的问题时,不管碰撞环境如何,要首先想到利用动量守恒定律。(2)对心碰撞是同一直线上的运动过程,只在一个方向上列动量守恒方程即可,此时应注意速度正、负号的选取。(3)判断碰撞的种类就是看碰撞前后的机械能变化情况。针对训练1(多选)在光滑水平面上,质量为m、速度大小为v的A球跟质量为3m静止的B球发生正碰,则碰撞后B球的速度大小可能是()A.0.15v B.0.25v C.0.40v D.0.60v答案BC解析A与B碰撞的过程,二者组成的系统动量守恒,规定A球初速度方向为正方向,若为完全非弹性碰撞,则mv=(m+3m)v,得v=0.25v,若为弹性碰撞,由动量守恒得mv=mvA+3m·vB,由机械能守恒得,联立解得vB=0.5v,所以碰撞后B的速度的范围为0.25v≤vB≤0.5v,故选B、C。探究二碰撞可能性的判断【情境探究】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

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