5.

彈性碰撞和非彈性碰撞人教版（2019）物理（選擇性必修

第一冊）第一章

動量守恒定律目錄素養(yǎng)目標(biāo)01課程導(dǎo)入02新課講解03總結(jié)歸納04課堂練習(xí)05正確教育素養(yǎng)目標(biāo)1.了解彈性碰撞和非彈性碰撞

2.會分析具體實例中的碰撞特點及類型3.會用動量、能量的觀點解決生產(chǎn)生活中與一維碰撞相關(guān)的實際問題

碰撞是自然界中常見的現(xiàn)象。隕石撞擊地球而對地表產(chǎn)生破壞，網(wǎng)球受球拍撞擊而改變運(yùn)動狀態(tài)……

物體碰撞中動量的變化情況，前面已進(jìn)行了研究。那么，在各種碰撞中能量有時如何變化的？正確教育彈性碰撞和非彈性碰撞實驗：研究小車碰撞前后動能的變化碰撞的定義和特點（1）定義：碰撞是指兩個或兩個以上的物體在相遇的極短時間內(nèi)產(chǎn)生非常大的相互作用。（2）特點：物體組成的系統(tǒng)所受外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力，且相互作用時間極短，故系統(tǒng)在碰撞過程中動量守恒

。彈性碰撞：如果系統(tǒng)在碰撞前后動能不變，這類碰撞叫作彈性碰撞網(wǎng)球、玻璃球碰撞時，機(jī)械能損失很小，它們的碰撞可以看作彈性碰撞非彈性碰撞碰撞過程中機(jī)械能有損失碰撞后形變不能完全恢復(fù)，碰撞中有內(nèi)能或其他形式能的產(chǎn)生，系統(tǒng)機(jī)械能減少。v靜止mm非彈性碰撞中，如果碰撞后物體結(jié)合在一起，系統(tǒng)的動能損失最大，這種碰撞稱為完全非彈性碰撞.（1）系統(tǒng)動量守恒原則：碰撞前后系統(tǒng)的總動量守恒.（2）動能不增加原則：碰撞后系統(tǒng)的總動能小于或等于碰撞前系統(tǒng)的總動能，即系統(tǒng)的總動能不增加.（3）物理情景可行性原則：若碰后兩物體同向運(yùn)動，則碰撞后后面物體的速度一定小于或等于前面物體的速度（否則碰撞沒有結(jié)束，還要發(fā)生碰撞）.碰撞三原則例題

如圖1.5-2，在光滑水平面上，兩個物體的質(zhì)量都是m，碰撞前一個物體靜止，另一個以速度v

向它撞去。碰撞后兩個物體粘在一起，成為一個質(zhì)量為2m

的物體，以一定速度繼續(xù)前進(jìn)。碰撞后該系統(tǒng)的總動能是否會有損失?

分析可以先根據(jù)動量守恒定律求出碰撞后的共同速度v′，然后分別計算碰撞前后的總動能進(jìn)行比較。

那么，對于所有的碰撞，碰撞前后到底什么量會是不變的呢?釘釘子冰壺打樁機(jī)打樁正確教育彈性碰撞的實例分析正碰和斜碰碰撞前碰撞后v'1m1m2v'2v1m1m2v1m1m2v'1m1m2v'22.斜碰（非對心碰撞）碰撞前后物體的運(yùn)動方向不在同一直線上，如圖所示碰撞前碰撞后1.正碰（對心碰撞）碰撞前后，物體的運(yùn)動方向在同一直線上。這種碰撞稱為正碰，也叫作對心碰撞或一維碰撞。一動碰一靜

碰撞過程遵循的規(guī)律解得動量守恒m1v1=

m1v1′

+m2v2′動能不變

碰前：m1速度v1、m2靜止碰后：m1速度v1′、m2速度v2′條件碰撞后兩個物體的速度:（1）若m1等于m2：則兩球碰撞之后將互換速度；靜止不動；等于小球1的初速度；碰撞后兩個物體的速度:（2）若m1大于m2：則兩球碰撞之后將同方向運(yùn)動；向右運(yùn)動；向右運(yùn)動；若m1遠(yuǎn)大于m2，即m2可忽略：初速度；2倍初速度；碰撞后兩個物體的速度:（2）若m1小于m2：則兩球碰撞之后將反方向運(yùn)動；向左運(yùn)動；向右運(yùn)動；若m1遠(yuǎn)小于m2，即m1可忽略：原速反彈；靜止不動；在光滑水平地面上有質(zhì)量為m1、m2

的兩球，分別以速度v1、v2(v1>v2)運(yùn)動并發(fā)生對心彈性碰撞。(1)求出碰撞后兩球的速度v1′、v2′。思考(3)當(dāng)兩球質(zhì)量差異較大且v2

＝

0時，兩球碰撞后的速度變化情況。(2)當(dāng)兩球質(zhì)量相等時，兩球碰撞后的速度變化情況。當(dāng)兩球質(zhì)量相等時，兩球交換速度。當(dāng)v2

＝0時，若m1?m2，v1′＝v1，v2′＝2v1，表示球A的速度不變，球B以2v1的速度被撞出去；若m1?m2，v1′＝－v1，v2′＝0，表示球A被反向以原速率彈回，而球B仍靜止。碰撞的可能性判斷v1m1m2v21.系統(tǒng)動量守恒：2.系統(tǒng)動能不增加：內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力或者符合實際情況3.同向運(yùn)動相碰：且碰后至少有一個物體要反向課后練習(xí)1.在氣墊導(dǎo)軌上，一個質(zhì)量為400g的滑塊以15cm/s的速度與另一個質(zhì)量為200g、速度為10cm/s并沿相反方向運(yùn)動的滑塊迎面相撞，碰撞后兩個滑塊粘在一起。(1)求碰撞后滑塊速度的大小和方向。

(2)這次碰撞，兩個滑塊共損失了多少機(jī)械能?2.速度為10m/s的塑料球與靜止的鋼球發(fā)生正碰，鋼球的質(zhì)量是塑料球的4倍，碰撞是彈性的，求碰撞后兩球的速度。

3.有些核反應(yīng)堆里要讓中子與原子核碰撞以便把中子的速度降下來。為此，應(yīng)該選用質(zhì)量較大的還是質(zhì)量較小的原子核?為什么?

4.一種未知粒子跟靜止的氫原子核正碰測出碰撞后氫原子核的速度是3.3×107m/s。該未知粒子跟靜止的氮原子核正碰時，測出碰撞后氮原子核的速度是4.4×106m/s。已知?dú)湓雍说馁|(zhì)量是mH，氮原子核的質(zhì)量是14mH，上述碰撞都是彈性碰撞，求未知粒子的質(zhì)量。這實際是歷史上查德威克通過測量質(zhì)量從而發(fā)現(xiàn)中子的實驗，請你根據(jù)以上查德威克的實驗數(shù)據(jù)計算：中子的質(zhì)量與氫核的質(zhì)量m有什么關(guān)系?

5.質(zhì)量為m、速度為v的A球跟質(zhì)量為3m的靜止B球發(fā)生正碰。碰撞可能是彈性的也可能是非彈性的，因此，碰撞后B球的速度可能有不同的值。請你論證：碰撞后B球的速度可能是以下值嗎?(1)0.6v；(2)0.4v。

彈性碰撞和非彈性碰撞彈性碰撞非彈性碰撞①動量守恒：②機(jī)械能不守恒：--動碰靜質(zhì)量為m、速度為v的A球跟質(zhì)量為3m的靜止B球發(fā)生正碰.碰撞可能是彈性的，也可能是非彈性的，因此，碰撞后B球的速度可能有不同的值.請你論證：碰后B球的速度可能是以下值嗎？（1）0.6v；（2）0.4v；（3）0.2v解析：若A、B彈性碰撞，根據(jù)動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律得B獲得的最大速度為若A、B完全非彈性碰撞，根據(jù)動量守恒定律，B獲得的最小速度為如圖，質(zhì)量為m2＝3kg的滑塊靜止于光滑的水平面上，一質(zhì)量為m1＝2kg的小球以v0＝10m/s的速率向右運(yùn)動。(1)若小球碰到滑塊后又以v1＝1m/s的速率被彈回，求滑塊獲得的速率v2；解析：對小球和滑塊組成的系統(tǒng)，以小球初速度方向為正方向，由動量守恒定律有m1v0＝－m1v1＋m2v2(2)若小球碰到滑塊兩者粘在一起運(yùn)動，求該過程中損失的機(jī)械能；答案60J解析：若小球碰到滑塊兩者粘在一起運(yùn)動，由動量守恒定律有m1v0＝(m1＋m2)v解得共同速度為v＝4m/s方向水平向右。(3)若小球與滑塊的碰撞沒有能量損失，求碰撞后小球、滑塊的