高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第五节 弹性碰撞与非弹性碰撞评课课件ppt

这是一份高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第五节 弹性碰撞与非弹性碰撞评课课件ppt，共37页。PPT课件主要包含了相互作用，远小于，机械能，不再相等，碰撞的分类等内容，欢迎下载使用。

一、碰撞的分类1．填一填(1)碰撞的概念：指两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非常大的 。(2)碰撞的特点：物体组成的系统所受的外力 内力，且相互作用时间 ，系统在碰撞过程中 守恒。(3)弹性碰撞：两球碰撞后，它们的形变能完全恢复，则没有机械能损失，碰撞前后两球构成的系统的机械能 。
(4)非弹性碰撞：两球碰撞后，它们形变 完全恢复，有一部分 转化为其他形式的能量，碰撞前后两球组成的系统的机械能 。(5)完全非弹性碰撞：两球碰撞后，它们完全不反弹而粘在一起，这时机械能损失 。2．判一判(1)两小球在光滑水平面上碰撞后粘在一起，因而碰撞过程不满足动量守恒定律。 ( )(2)在光滑水平面上发生碰撞的两个小球，所组成的系统机械能一定是守恒的。( )(3)两球在光滑水平面上发生非弹性碰撞时，系统动量仍是守恒的。 ( )
3．想一想如图所示，物体A和B放在光滑的水平面上，A、B之间用一轻绳连接，开始时绳是松弛的，现突然给A一水平向右的初速度v0。(作用过程绳未断)(1)物体A和B组成的系统动量是否守恒？机械能是否守恒？(2)上述物体A和B之间的作用过程可以视为哪一类碰撞？提示：(1)动量守恒，机械能不守恒。(2)完全非弹性碰撞。
2．判一判(1)弹性碰撞过程中动量守恒，碰撞前后动能相等。 ( )(2)弹性碰撞中，当质量小的球碰质量大的球时，碰撞后两球一定都向前运动。( )(3)微观粒子的碰撞不遵循弹性碰撞规律。 ( )
3．选一选　斯诺克运动深受年轻人的喜爱，如图所示，选手将质量为m的A球以速度v与质量为m静止的B球发生弹性碰撞，碰撞后B球的速度为(　　) A．v　　　　　　　　　　　B．2vC．0.5v D．0.2v
探究(一) 碰撞的特点及碰撞问题的分析[问题驱动]如图甲中质量为M的B物体以速度v向右碰撞一个轻弹簧，弹簧右端连接等质量的物体A，接触面光滑。碰撞后两物体怎样运动？
[重难释解]1．碰撞过程的特点
处理碰撞问题的三点提醒(1)选取动量守恒的系统：若有三个或更多个物体参与碰撞时，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、速度关系等。
[素养训练]1.如图所示，光滑水平直轨道上有三个半径相等的小球a、b、c，质量分别为mb＝mc＝m、ma＝3m，开始时b、c均静止，a以初速度v0＝5 m/s向左运动，a与b碰撞后分开，b又与c发生碰撞并粘在一起，此后a与b间的距离保持不变。则b与c碰撞前b的速度大小为(　　)A．4 m/s B．6 m/sC．8 m/s D．10 m/s
探究(二) 碰撞现象及规律的应用[问题驱动](1)如图甲所示，钢球A、B包上橡皮泥，让钢球A与静止的钢球B相碰，两钢球质量相等，碰撞后有什么现象？碰撞过程中机械能守恒吗？(2)如图乙所示，物体A和B放在光滑的水平面上，物体A、B之间用一轻弹簧连接，开始时弹簧处于自然伸长状态，现突然给物体A一水平向右的初速度v0，物体A和B组成的系统动量是否守恒？机械能是否守恒？
提示：(1)碰后两钢球粘在一起，以相同的速度向右摆动，因为是完全非弹性碰撞，碰撞过程中机械能不守恒。(2)物体A和B组成的系统动量守恒，机械能不守恒。　　　　
[重难释解]1．三种碰撞遵循的规律(1)弹性碰撞：动量守恒，机械能守恒。(2)非弹性碰撞：动量守恒，机械能有损失，转化为系统的内能。(3)完全非弹性碰撞：动量守恒，机械能损失最大，碰撞后两物体黏合在一起以相同的速度运动。
2．碰撞规律的应用范围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2 2022年第24届冬季奥运会将在北京和张家口举行。冰壶是其运动项目之一，深受观众喜爱。图1为中国运动员在训练时投掷冰壶的镜头。冰壶的一次投掷过程可以简化为如图2所示的模型：在水平冰面上，运动员将冰壶甲推到A点放手，冰壶甲以速度v0从A点沿直线ABC滑行，之后与对方静止在B点的冰壶乙发生正碰。已知两冰壶的质量均为m，冰面与两冰壶间的动摩擦因数均为μ，AB＝L，重力加速度为g，冰壶可视为质点。不计空气阻力。
(1)求冰壶甲滑行到B点时的速度大小v；(2)若忽略两冰壶发生碰撞时的能量损失。请通过计算，分析说明碰后两冰壶最终停止的位置。如图3所示：甲停在B点，乙停在B右侧某点D。(3)在实际情景中，两冰壶发生碰撞时有一定的能量损失。如果考虑了它们碰撞时的能量损失，请你在图4中画出甲、乙两冰壶碰后最终停止的合理位置。
(3)甲、乙两冰壶碰后最终停止的合理位置如图所示，甲、乙停在B、D点之间，甲在B点右侧，乙在D点左侧。
[素养训练]1．(多选)两个小球A、B在光滑的水平地面上相向运动，已知它们的质量分别是mA＝4 kg，mB＝2 kg，A的速度vA＝3 m/s(设为正)，B的速度vB＝－3 m/s，则它们发生正碰后，其速度可能分别为(　　)A．均为1 m/s　　　　　　B．4 m/s和－5 m/sC．2 m/s和－1 m/s D．－1 m/s和5 m/s
2.如图所示，光滑平台上有两个刚性小球A和B，质量分别为2m和3m，小球A以速度v0向右运动并与静止的小球B发生碰撞(碰撞过程中不损失机械能)，小球B飞出平台后经时间t刚好掉入装有沙子向左运动的小车中，小车与沙子的总质量为m，速度为2v0，小车行驶的路面可近似看作是光滑的，求：(1)碰撞后小球A和小球B的速度大小；(2)小球B掉入小车后的速度大小。
二、注重学以致用和思维建模爆炸模型与碰撞模型的比较
1．以初速度v0与水平方向成60°角斜向上抛出的手榴弹，到达最高点时炸成质量分别是m和2m的两块。其中质量大的一块沿着原来的方向以2v0的速度飞行。(1)求质量较小的一块弹片速度的大小和方向；(2)爆炸过程中有多少化学能转化为弹片的动能。
2．若一辆总质量为M的公交车与一辆总质量为m的轿车在一条直道上匀速相向行驶，因驾驶员注意力分散致使两车突然发生正碰并且同时停下来，从发生碰撞到停下所经历的时间为Δt。(1)求公交车、轿车碰撞前的速度大小之比；(2)若公交车司机的质量为m0，发生事故前瞬间公交车的速率为v0，求在此过程中，公交车司机受到的作用力大小的平均值；(3)若两车在行驶时，驾驶员同时踩下刹车，刹车后车轮不再转动，两车均做匀变速直线运动，恰好在接触前瞬间停下，两车在刹车过程中行驶的距离相等，求公交车和轿车的车轮与地面间的动摩擦因数之比。