高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册5 弹性碰撞和非弹性碰撞课堂教学课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册5 弹性碰撞和非弹性碰撞课堂教学课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了动能不变，弹性碰撞，动能减少，非弹性碰撞，在同一条直线上，碰撞的种类及特点，ABC等内容，欢迎下载使用。
要点一 弹性碰撞和非弹性碰撞 如果系统在碰撞前后___________①，这类碰撞叫作___________②。如果系统在碰撞后___________③，这类碰撞叫作_____________④。
要点二 正碰 两个小球相碰，碰撞之前球的运动速度与两球心的连线______________⑤，碰撞之后两球的速度仍会沿着这条直线。这种碰撞称为_______⑤，也叫作对心碰撞或一维碰撞。
① “动能不变”指的是发生碰撞的物体动能都不变吗？
提示 “动能不变”指的是发生碰撞的系统的动能不变，单个物体的动能可以发生变化。
② 两球发生弹性正碰时，两者碰后一定交换速度吗？
提示 不一定。只有质量相等的两个小球发生弹性正碰时，碰后才会交换速度。
③ 在非弹性碰撞过程中，系统的动能有损失，能否说明碰撞过程能量不守恒？
提示 不能。碰撞过程中能量守恒，损失的动能变成了其他形式的能，如内能。
④ 子弹射入并停在木块中，系在绳子两端的物体将松弛的绳子突然拉直，以上两个过程可以视为哪一类碰撞？
提示 都可视为完全非弹性碰撞，因为两个过程中，发生作用的两个物体最后都以相同的速度一起运动。
⑤ 如图所示为两个台球碰撞的示意图，这两个球发生的是正碰吗？
提示 不是。如果碰撞之前球的运动速度方向与两球心的连线不在同一条直线上，碰撞之后两球的速度方向都会偏离原来两球心的连线而运动，这样的碰撞叫作斜碰(非对心碰撞)。
1.碰撞后，两个物体粘在一起，动量是守恒的，但机械能损失是最大的。2.与静止的小球发生弹性碰撞时，入射小球碰后的速度不可能大于其入射速度。3.质量相等的两球发生弹性正碰时，两者碰后交换速度。
探究点一 碰撞的特点和分类
1. 保龄球运动中，10个保龄球瓶摆放在一个三角形区域内，有经验的运动员可以一次用保龄球击倒全部保龄球瓶，这其中除了运用好掷球技巧外，对碰撞规律的深刻理解也很关键。那么保龄球与保龄球瓶之间的碰撞遵守什么规律？
提示 保龄球与保龄球瓶之间的碰撞遵守动量守恒定律。
1.碰撞过程的四个特点（1）时间短：在碰撞现象中，相互作用的时间很短。（2）相互作用力大：碰撞过程中，相互作用力先急剧增大，后急剧减小，平均作用力很大。（3）位移小：碰撞过程是在一瞬间发生的，时间极短，在物体发生碰撞的瞬间，可忽略物体的位移，认为物体在碰撞前后仍在同一位置。（4）满足动量守恒的条件：系统的内力远远大于外力，所以即使系统所受合外力不为零，外力也可以忽略，系统的总动量守恒。
探究点二 弹性碰撞的规律
1. 如图是“牛顿摆”装置，5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，5根轻绳互相平行，5个钢球彼此紧密排列，球心等高。用1、2、3、4、5分别标记5个小钢球，当把小钢球1向左拉起一定高度，如图甲所示，然后由静止释放，在极短时间内经过小钢球间的相互碰撞，可观察到小钢球5向右摆起，且到达的最大高度与小钢球1的释放高度相同，如图乙所示，你能解释这是为什么吗？
提示 该碰撞为弹性碰撞。满足动量守恒、动能守恒，质量相等的小钢球发生弹性碰撞，碰后速度“交换”。小钢球1与小钢球2碰撞后交换速度，小钢球2与小钢球3碰撞后交换速度，小钢球3与小钢球4碰撞后交换速度，小钢球4与小钢球5碰撞后交换速度，最终小钢球1、2、3、4静止，小钢球5运动，且上升的最大高度与小钢球1的释放高度相同。
2."一动一静"弹性碰撞模型的类比应用 广义地讲，“碰撞”就是一种相互作用，弹性碰撞模型的应用不仅仅局限于“碰撞”，如果相互作用前后系统满足动量守恒、动能不变，具备了这一特征的物理过程，就可理解为“弹性碰撞”过程，就可以类比弹性碰撞的规律解题。
技巧点拨处理碰撞问题的几个关键点
（1）选取动量守恒的系统：若有三个或更多个物体参与碰撞，要合理选取所研究的系统。（2）弄清碰撞的类型：弹性碰撞、完全非弹性碰撞还是其他非弹性碰撞。（3）弄清碰撞过程中存在的关系：能量转化关系、几何关系、速度关系等。
[解析] 利用动量守恒定律及动能定理联立求出碰撞前后中子的速度代数式，再进行比较。
[解析] 由图像知，碰前vA =4m/s，vB =0 。碰后vA＇=vB＇=1m/s，由动量守恒定律可知mAvA +0=mAvA＇+mBvB＇，解得mB=3mA ，故C正确。
4. （多选）水平地面上有两个物体在同一直线上运动，两物体碰撞前后的速度-时间图像如图所示（其中一个物体碰后速度变为0）。下列说法正确的是( )
1. 在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，下列现象可能的是( )A. 若两球质量相等，碰后以某一相等速率互相分开B. 若两球质量相等，碰后以某一相等速率同向而行C. 若两球质量不同，碰后以某一相等速率互相分开D. 若两球质量不同，碰后两球都静止
1B. 2C. 3D. 4
9. [2021河北衡水高二期中] 如图是“牛顿摆”装置，5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，5根轻绳互相平行，5个钢球彼此紧密排列，球心等高。用1、2、3、4、5分别标记5个小钢球。当把小钢球1向左拉起一定高度，如图甲所示，然后由静止释放，在极短时间内经过小球间的相互碰撞，可观察到小钢球5向右摆起，且达到的最大高度与小钢球1的释放高度相同，如图乙所示。关于此实验，下列说法中正确的是( )
A. 上述实验过程中，5个小钢球组成的系统机械能不守恒，动量守恒B. 上述实验过程中，5个小钢球组成的系统机械能不守恒，动量不守恒C. 如果向左拉起小钢球1、2、3到相同高度（如图丙所示），同时由静止释放，经碰撞后，小钢球4、5一起向右摆起，且上升的最大高度高于小钢球1、2、3的释放高度D. 如果向左拉起小钢球1、2、3到相同高度（如图丙所示），同时由静止释放，经碰撞后，小钢球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小钢球1、2、3的释放高度相同
[解析] 小钢球5向右摆起，且达到的最大高度与小钢球1的释放高度相同，由分析知5个小钢球组成的系统机械能守恒，但在小钢球1下落和小钢球5上升过程中都受到重力的冲量，动量不守恒，故A、B错误。如果向左拉起小钢球1、2、3到相同高度同时由静止释放，则3与4碰后，3停止、4具有向右的速度，4与5碰撞交换速度，4停止、5向右摆起；3刚停止的时候2过来与之碰撞交换速度，然后3与4碰撞，使4向右摆起；2刚停止的时候1过来与之碰撞交换速度，然后2与3碰撞交换速度，使3向右摆起；故经碰撞后，小钢球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小钢球1、2、3的释放高度相同，故D正确，C错误。
（1） 整个系统损失的机械能；（2） 弹簧被压缩到最短时的弹性势能。