1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞(教学课件)-2024-2025学年高二物理同步备课系列(人教版2019

v1
v2
=
2m1 m1 + m2
v1
（2）若m1小于m2 ： 则两球碰撞之后将反方向运动；
v1
'
(m1 m1
m2 ) m2
v1
0
向左运动；
v2
'
2m1 m1 m2
v1
0
向右运动；
若m1远小于m2 ，即m1可忽略：
v1
'
0 0
m2 m2
v1
v1
20 原速反弹； v2 ' 0 m2 v1 0
0.040+0.025=0.065
0.273
0.103+0.064=0.167
实验结论：碰撞后，系统动能减少
二、碰撞分类
1、弹性碰撞： 碰撞后物体的形变完全恢复，碰撞后系统没有机械能损失，碰撞过程
中系统机械能守恒．
钢球、玻璃球碰 撞时，机械能损 失很小，它们的 碰撞可以看作弹 性碰撞。
二、碰撞分类
主讲老师： 20XX.XX.XX
目录
01 弹性碰撞和非弹性碰撞 02 弹性碰撞的实例分析
课堂引入
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…… 物体碰撞中动量的变化情况，前面已进行了研究。那么，在各种碰撞 中能量又是如何变化的？
第一部分：弹性碰撞和非弹性碰撞
度继续前进。碰撞后该系统的总动能是否会有损失？
m v
m
静止
2m v’
根据动量守恒定律：mv = 2mv
碰撞前的总动能：Ek0
=
1 2
mv2
碰撞后的共同速度：v = 1 v
2
碰撞后的总动能：Ek
=
1 2
2mv2
=
1 4
mv2
可见，碰撞后系统的总动能小于碰撞前系统的总动能。
第二部分：弹性碰撞的实例分析
1 2
m1v12
=
1 2
m1v12
+
1 2
m2v22
v1
=
m1 - m2 m1 + m2
v1
v2
=
2m1 m1 + m2
v1
课堂练习
1.2019 年 3 月 16 日，世界女子冰壶锦标赛在丹麦锡尔克堡举行，中国队 9∶3 轻取平昌冬奥会冠军瑞典队，取得开门红。图 为比赛中中国运动员在最后一投中，将质量为 19 kg 的冰壶抛出，运动一段时间后以 0.4 m/s 的速度正碰静止的瑞典冰壶，然后中国队冰壶 以 0.1 m/s 的速度继续向前滑向大本营中心。若 两冰壶质量相等。求：
方向相反，动能也不相等，故 AB 错误，C 正确；两球碰后上摆过程，机械能守
恒，故上升的最大高度相等，另摆长相等，故两球碰后的最大摆角相同，故 D
错误。
THANKS
感谢观看
1 2
m1v12
=
1 2
m1v12
+
1 2
m2v22
碰撞后两个物体的速度:
v1
=
m1 - m2 m1 + m2
v1
v2
=
2m1 m1 + m2
v1
三、弹性碰撞的规律
碰撞后两个物体的速度:
v1
=
m1 - m2 m1 + m2
v1
v2
=
2m1 m1 + m2
v1
（1）若m1大于m2 ： 则两球碰撞之后将同方向运动；
0
12.8
0
16.5
0
22.7
B碰后v'2
67.3 89.2 108.3
一、实验：探究不同碰撞前后的物体的能量变化情况
2.数据处理（环节一：质量不同装有弹性碰撞架的滑块发生碰撞后分开）
次数
1 2 3
碰前
0.043 0.077 0.116
总动能 碰后
0.002+0.040=0.042 0.005+0.071=0.076 0.007+0.103=0.110
(1)瑞典队冰壶获得的速度。 (2)试判断两冰壶之间的碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞。
课堂练习
解析：(1)由动量守恒定律知 mv1＝mv2＋mv3，将 v1＝0.4 m/s，v2＝0.1 m/s
代入上式得：v3＝0.3 m/s。 (2)碰撞前的动能 E1＝12mv21＝0.08 m，碰撞后两冰壶的总动能 E2＝ 12mv22＋12mv23＝0.05 m 因为 E1>E2，所以两冰壶的碰撞为非弹性碰撞。 答案：(1)0.3 m/s (2)非弹性碰撞
一、实验：探究不同碰撞前后的物体的能量变化情况
1.实验演示：
一、实验：探究不同碰撞前后的物体的能量变化情况
2.数据处理（环节一：质量不同装有弹性碰撞架的滑块发生碰撞后分开）
次数
1 2 3
质量m（g） A滑块m1 B滑块m2
A碰前v1
56.0
275.5
175.5
74.7
92.0
速度v(cm/s) B碰前v2 A碰后v'1
课堂练习
解析：两球在碰撞前后，水平方向不受外力，故水平方向两球组成的系统动量守
恒，由动量守恒定律有：mv0＝mv1＋3mv2，两球碰撞是弹性的，故机械能守恒，
即：1mv20＝1mv21＋1·3mv22，解两式得：v1＝－v0，v2＝v0，可见第一次碰撞后的瞬
2
2
2
2
2
间，两球的速度大小相等；因两球质量不相等，故两球碰后的动量大小不相等，
一、问题引出
同学们还记得开学第一课中的硬币碰撞实验吗？你能从理论上说明这是 为什么吗？
二、正碰与斜碰
1.正碰（对心碰撞） 碰撞前后，物体的运动方向在同一直线上。这种碰撞称为正碰，也叫作对 心碰撞或一维碰撞。
m1 v1
m2
m1 v'1 m2 v'2
碰撞前
碰撞后
2.斜碰（非对心碰撞）
碰撞前后物体的运动方向不在同一直线上,如图所示
v1
'
(m1 m1
m2 ) m2
v1
0
向右运动；
v2
'
2m1 m1 m2
v1
0
向右运动；
若m1远大于m2 ，即m2可忽略：
v1 '
(m1 m1
0) 0
v1
v1
初速度；
v2 '
2m1 m1
0
v1
2v1
2倍初速度；
三、弹性碰撞的规律
碰撞后两个物体的速度:
v1
=
m1 - m2 m1 + m2
实验结论：在误差允许范围内，碰撞后，系统动能不变
一、实验：探究不同碰撞前后的物体的能量变化情况
2.数据处理（环节二：质量不同且贴有胶布的滑块发生碰撞后不分开）
次数
质量m
速度v
A滑块m1 B滑块m2 A碰前v1 B碰前v2 A碰后v'1 B碰后v'2
1
79.0
0
2
270.0 168.0
89.0
0
3
142.4
四、碰撞的可能性判断
m1
v1
m2 v2
内力远大于外力
1. 系统动量守恒： m1v1 m2v2 m1v1 ' m2v2 '
机械能守恒或损失
2.
系统动能不增加：
Ek1
Ek 2
Ek1
Ek
2
或者
p12 p22 p12 p22 2m1 2m2 2m1 2m2
符合实际情况
（不能再次碰撞）
3. 同向运动相碰：
2、非弹性碰撞： 碰撞后物体的形变只有部分恢复，系统有部分机械能损失。
橡皮泥球之间的碰 撞是非弹性碰撞
3、完全非弹性碰撞 碰撞后两物体一起以同一速度运动．碰撞后物体的形变完全不能恢复 ，系统机械能损失最大．
三、典例探究
【例1】两个物体的质量都是m,碰撞以前一个物体静止,另一个以速度v向它
撞去。碰撞以后两个物体粘在一起,成为一个质量为2m的物体，以一定的速
0
45.8
45.8
54.1
54.1
87.4
87.4
一、实验：探究不同碰撞前后的物体的能量变化情况
2.数据处理（环节二：质量不同且贴有胶布的滑块发生碰撞后不分开）
次数
1 2 3
总动能
碰前
(1 2
m1v12
0)
0.084
碰后
(1 2
m1v1'2
1 2
m2v2'2 )
0.028+0.018=0.046
0.107
课堂练习
2 如图，大小相同的摆球 a 和 b 的质量分别为 m 和 3m，摆长相同，并排悬挂，平衡时两 球刚好接触，现将摆球 a 向左拉开一小角度后释放。若两球的碰撞是弹性的， 下列判断正确的是( )
A．第一次碰撞后的瞬间，两球的动能大小相等 B．第一次碰撞后的瞬间，两球的动量大小相等 C．第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等 D．第一次碰撞后，两球的最大摆角不相同
v1 v2 且 v1 ' v2 '
碰后至少有一个物体要反向
第三部分：巩固提升
课堂小结
弹性碰撞和 非弹性碰撞
非弹性碰撞
①动量守恒：m1v1 m2v2 m1 m2 v
②机械能不守恒： 1 2
m1v12
1 2
m2v22
1 2
m1 m2
v2 E损失
弹性碰撞
--动碰静
m1v1 + 0 = m1v1 + m2v2
静止不动；
三、弹性碰撞的规律
碰撞后两个物体的速度:
v1
=
m1 - m2 m1 + m2
v1
v2
=
2m1 m1 + m2
v1
（3）若m1等于m2 ：则两球碰撞之后将互换速度；
v1
'
(m1 m1
m2 ) m2
v1
0
v2
'
2m1 m1 m2
v1
v1
静止不动； 等于小球1的初速度；
硬币碰撞实验在 这里得到了解释！
m2 m1
v1
碰撞前
v'2 m2
m1
碰撞后v'1
三、弹性碰撞的规律
1、动碰静： 物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性碰撞，碰撞后 它们的速度分别为v1’和v2’ 。请用m1、m2、v1表示v1’ 和v2’ 的公式。
根据动量守恒定律
弹性碰撞机械能守恒
m1v1 +Βιβλιοθήκη 0 = m1v1 + m2v2