高中鲁科版 (2019)第4节 弹性碰撞与非弹性碰撞一等奖备课ppt课件

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碰撞是自然界中常见的现象。
碰撞时，因为相互作用时间很短，碰撞物体间的作用力远大于外力，系统的动量可认为是守恒的。
例：光滑水平面上，质量为m1的小球A以速度v1与质量为m2的小球B发生正碰，碰后两小球粘合一起运动。问：碰后速度v
同一水平面重力势能相同
物理学中根据碰撞过程机械能是否损失情况将碰撞分为：
碰撞过程动能没有损失或可以忽略
例如：微观粒子的碰撞、台球的碰撞等
碰撞后两物体结合在一起，这种碰撞动能损失最大。
实验一：质量相等的两个钢球的碰撞
把两个质量相等的钢球并排挂在一起,球B静止，把球A拉到某一高度释放，球A摆到最低点时与球B正碰。碰撞后球A和球B会怎样运动？ 实验中，记下球A释放的位置和碰撞后球A和球B摆至最大高度时的位置。改变球A拉起的高度，重复实验。 两球质量相等时，碰撞有什么特点？
实验二：质量不相等的两个钢球的碰撞
（1)把球A换成质量更大的钢球，球B静止，把球A拉至某一高度释放并与球B正碰，观察碰撞情况。改变球A拉起的高度，重复实验。被碰球质量较小时，碰撞有什么特点？（2)球A静止，把球B拉至某一高度释放并与球A碰撞，观察碰撞情况。改变球B拉起的高度，重复实验。被碰球质量较大时，碰撞有什么特点？
质量相等的两个钢球相碰撞，碰撞后球A立即停下，而球B几乎摆到球A原来的高度。
当被碰球质量较小时，碰撞后A、B 两球都向前运动；
当被碰球质量较大时，碰撞后球B会反弹而球A向前运动。
设A、B质量分别为m1、m2两球发生弹性碰撞，A撞前速度为v1,分析撞后速度情况。
碰后实现动量和动能的全部转移（即交换了速度）
碰后m1速度几乎没变，仍按原速度运动，质量小物体以m1的速度的两倍向前运动。
碰后m1被按原来速率弹回，m2几乎末动。
4.m1＞m2 v1′＞0，v2 ′＞0 碰撞后两球都向前运动。
5.m1＜m2 v1 ′＜0，v2 ′＞0 碰撞后质量小的球被反弹回去。
两个运动的小球发生弹性碰撞后的速度
碰撞规律不难记两项相加是规律；1 2 1，2 2 2；分母都是1+2；要问v2′ 是多少；角标互换就可以；1换2,2换1
图1-35所示的装置常称为“牛顿摇篮”，让这些球碰撞，可出现有趣的现象。若拉起最左端一球，由静止释放，则会把最右端一球撞出，其他球静止不动；若拉起左端两球同时释放，则会把右端两球撞出，其他球静止不动。请试着拉起更多的球同时释放，看看撞击后会有怎样的结果。 若没“牛顿摇篮”，你还可用质量、体积都相同的多粒玻璃珠按照如图1-36所示的方法试一试。当将一粒玻璃珠弹向一排整齐紧挨的玻璃珠时，最外边的那颗玻璃珠会被弹出。 你能解释出现这些现象的原因吗？
如图1-33所示，打桩机重锤的质量为m1,从桩帽上方某高处由静止开始沿竖直方向自由落下，打在质量为m2的钢筋混凝土桩子上（包括桩帽）。锤与桩发生碰撞的时间极短，碰撞后二者以相同速度一起向下运动将桩打入地下。若碰撞前锤的速度为v,求锤与桩所组成的系统碰撞后的动能及碰撞过程中损失的动能。
设锤与桩碰撞后速度为v,选定竖直向下为正方向。由动量守恒定律得
由以上表达式可见，在v0和m2一定时，m1越大，碰撞后锤和桩的动能越接近碰撞前锤的动能。因此，在桩不被打坏的前提下，锤的质量越大，打桩的效果越好。
在该问题中，若知道桩被打进的深度，你能求出泥土对桩的平均阻力吗？
如图1-34所示，质量均为m的物体B、C静止在光滑水平面的同一直线上，一质量为m0的子弹A以速度v射入物体B并嵌入其中。随后它们与C发生弹性碰撞，求碰撞后B、C的速度。
设子弹嵌入B后速度为v1,选定水平向右为正方向。由动量守恒定律得
B与C发生弹性碰撞，设碰后速度分别为 和 ，可得