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课前预习ppt课件

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了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点，加强相互作用观念；能应用动量和能量的观点综合分析一维碰撞问题，培养学生的科学思维能力；能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞，培养构建物理模型的能力；加深对动量守恒定律和机械能守恒定律的理解，能用守恒观念解决实际问题。
碰撞是自然界中常见的现象。陨石撞击地球而对地表产生破坏，网球受球拍撞击而改变运动状态…… 物体碰撞中动量是如何变化的？在各种碰撞中能量又是如何变化的？
物体碰撞时，通常作用时间很短，相互作用的内力很大，因此，外力往往可以忽略不计，满足动量守恒条件。下面我们从能量的角度研究碰撞前后物体动能的变化情况，进而对碰撞进行分类。
1、概念：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相互作用。
（2）系统所受外力远小于内力，可认为系统的总动量守恒；
（3）可忽略物体的位移，认为物体在碰撞前后仍在同一位置；
（4）碰撞前的总动能总是大于或等于碰撞后的总动能。
【观察与思考】用如图所示的实验装置做如下实验：（1）两个相同的刚性球悬挂于同一水平面，两悬点的距离等于刚性球的直径大小，线长相等，将其中一球拉开至一定角度，松手后使之与另一球发生正碰。（2）在两个球分别套上尼龙搭扣做的套圈，做同样的碰撞。
记下碰撞后两球达到的最大高度，并思考下列问题。（1）在以上两种情况下，两个球碰撞前后的总机械能是否相等？可能的原因是什么？（2）如果碰撞前后总机械能不相等，是否违反了机械能守恒定律？（3）总结以上两种碰撞情况的区别。
结论：在（1）情况下，两球碰撞前后的总机械能相等；在（2）情况下，两球碰撞前后的总机械能不相等，但并不违反能量守恒定律。
请各位小组围绕提前制定的问题开展定性探究实验
在气垫导轨上，让两个质量同为m的滑块进行几个典型的碰撞实验。
1、让速度为V1的滑块碰撞另一个静止的滑块。
2、让速度分别为V1和V2的两个滑块双向碰撞。
3、让速度为V1的滑块碰撞另一个静止的滑块，然后两个滑块粘在一起。
下面我们从能量的角度研究碰撞前后物体动能的变化情况，进而对碰撞进行分类。
1．弹性碰撞：如果两物体碰撞后，它们的形变能完全恢复且机械能没有损失，这样的碰撞叫做弹性碰撞。
2．非弹性碰撞：如果两物体碰撞后，它们的形变不能完全恢复，这时将有一部分机械能转化为其他形式的能量，碰撞前后系统的机械能不再相等，这种碰撞叫作非弹性碰撞。
三、碰撞的几种分类（按动能损失的情况分）
3．完全非弹性碰撞：如果两物体碰撞后，它们完全不反弹而粘在一起，这时机械能损失最大，这种碰撞则叫作完全非弹性碰撞。
如图1-5-2所示，质量为m2的物体B静止在光滑水平面上，物体B的左端连有轻弹簧，质量为m1的物体A以速度v1向B运动．在Ⅰ位置，物体A与物体B的轻弹簧刚好接触，弹簧开始被压缩，物体A开始减速，物体B开始加速；到Ⅱ位置，物体A，B的速度刚好相等（设为v)，弹簧被压缩到最短；到Ⅲ位置，物体A，B的速度分别为v1′和v2′ .分以下三种情况讨论全过程系统动量和能量变化情况.
（1）在Ⅲ位置，弹簧可以恢复到原长.（2）在Ⅲ位置，弹簧只能部分恢复，不能回到原长.（3）在Ⅱ位置，弹簧弹性失效.
（1）在Ⅲ位置，弹簧可以恢复到原长，弹簧发生弹性形变。
Ⅰ→Ⅱ，系统减少的动能全部转化为弹性势能；在Ⅱ位置，系统动能最小而弹性势能最大；Ⅱ→Ⅲ，系统减少的弹性势能全部转化为动能；因此在Ⅰ、Ⅲ位置，系统动能相等.这种碰撞是弹性碰撞．
由动量守恒定律和机械能守恒定律，有
联立①②解得物体A，B的最终速度分别为
台球的直线碰撞可粗略认为弹性碰撞
公路上汽车的碰撞是非弹性碰撞