人教版高二物理选择性必修第一册第一章第5节弹性碰撞和非弹性碰撞课件

1.若m =m 时 这就是散射。
碰碰撞撞时 前间：短m1，速内度力v11远，远m大2静于2止外力.
v 0 速度交换 m2越小，v ´越小，故选择质量较小的原子核来降低中子的速度。
碰撞前：m1速度v11，m2静止
有些核反应堆里要让中子与原子核正碰，以便把中子的速率降下来.
v v 碰撞过程中没有宏观位移，但每个物体在短时间内运动状态显著变化.
请你论证：碰后B球的速度可能是以下值吗？ m2越小，v ´越小，故选择质量较小的原子核来降低中子的速度。
理论分析不同情况下一维弹性碰撞前后速度的变化
碰撞前：m1速度v1，m2静止 碰撞后：m1速度v'1，mHale Waihona Puke Baidu速度v'2
动量守恒： m 1v1m 1v1 m 2v2 机械能守恒： 1 2m1v121 2m1v1 21 2m2v2 2
氦核：v 1 m m 1 1 m m 2 2v 4 4 m m m m v 5 3 13 m 0 6 / s 12m 0 /
质子：v 2 m 1 2 m m 12v 4 2 m 4 m m v 8 5 13 m 0 1 /.6 s13 m 0
4.有些核反应堆里要让中子与原子核正碰，以便把中子的速率降 下来.为此应该选用质量较大的还是质量较小的原子核？为什么？
例：微观世界粒子的碰撞即为弹性碰撞
2、若碰后v'A=5m1/s，v'B=9m2/s，请计算碰撞1 前后动能2 变化
21 2
2
几种情况下对
的讨论.
1球反弹，2球不动 v v 弹性碰撞和非弹性碰撞
一种未知粒子跟静1 止的氢原1 子核正碰，测出碰撞后氢原子核的速度是3.
v 2 0
1
2
二 按碰撞前后轨迹分类
一碰撞按前碰：撞m前1例速后度能：v量1，微变m化观2分静类止世界粒子的碰撞即为弹性碰撞
该未知粒子跟静止的氮原子核正碰时，测出碰撞后氮原子核的速度是4. 中子质量一般小于原子核的质量，因此 该未知粒子跟静止的氮原子核正碰时，测出碰撞后氮原子核的速度是4.
2.非弹性碰撞：动量守恒，机械能不守恒，减少 一种未知粒子跟静止的氢原子核正碰，测出碰撞后氢原子核的速度是3.
1.对心碰撞：碰撞前后速度都沿同一条直线
m1 v1
m2
m1 v'1 m2 v'2
2.非对心碰撞：碰撞前后速度不沿同一条直线
m2 m1
v1
例：α粒子散射
v'2 m2
m1
v'1
由于微观粒子与物质微粒的碰撞并非直接接触，而是相互靠 近，且发生对心碰撞的几率很小，所以大多数粒子在碰撞后 飞向四面八方，这就是散射。
动能减少1.8J
3、若碰后AB连在一起v=6m/s，请计算碰撞前后动能变化
碰撞前： 1 2mAvA1 20.382J9.6J
碰撞后： 1 2m Am Bv21 20.462J7.2J
动能减少2.4J
一 按碰撞前后能量变化分类
第一1章.弹动量性守恒碰定律撞：动量守恒，机械能守恒
一种未知粒子跟静止的氢原子核正碰，测出碰撞后氢原子核的速度是3. 有些核反应堆里要让中子与原子核正碰，以便把中子的速率降下来.
人教物理选择性必修1
第
一
章
动
量
5
守 恒 定 律
弹性碰撞和非弹性碰撞
思考：碰撞中动量为什么是守恒的？
1.碰撞时间短，内力远远大于外力. 2.碰撞过程中相互作用力大，.
3. 碰撞过程中没有宏观位移，但每个物体在短时间内运动 状态显著变化.
碰撞过程中动量守恒，动能守恒吗？
mA=0.3kg，mB=0.1kg，vA=8m/s，vB=0
A
B
1、若碰后v'A=4m/s，v'B=12m/s，请计算碰撞前后动能变化
碰撞前： 1 2mAvA1 20.382J9.6J
动能不变
碰撞后： 1 2mAvA21 2mBvB29.6J
2、若碰后v'A=5m/s，v'B=9m/s，请计算碰撞前后动能变化
碰撞前： 碰撞后：
1 2mAvA1 20.382J9.6J 1 2mAvA21 2mBvB27.8J
几种情况下对 2
1 的讨论.
1
2
2.若m >>m 时 m m m ,m m m 1kg，vA=8m/s，vB=0
该未知粒子跟静止1的氮原子核2正碰时，测出碰1撞后氮2 原子核的1 速度是1 4. 2 1
若A、B完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律，B获得的最小速度为
碰撞后：m1速度v'1，m2速度v'2
金原子对α粒子的散射
课堂小结
一 按碰撞前后能量变化分类
1.弹性碰撞
v1
m1 m1
m2 m2
v1
2.非弹性碰撞
v2
2m1 m1 m2
v1
3.完全非弹性碰撞
二 按碰撞前后轨迹分类 1.对心碰撞 2.非对心碰撞：散射
1.在气垫导轨上，一个质量为600g的滑块以15cm/s的速度与另一 个质量为400g，速度为10cm/s并沿反方向运动的滑块迎面相撞， 碰撞后两个滑块粘在一起，求碰撞后滑块速度的大小和方向. 解：以600g的滑块的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律
5.一种未知粒子跟静止的氢原子核正碰，测出碰撞后氢原子核的 速度是3.3×107m/s.该未知粒子跟静止的氮原子核正碰时，测出 碰撞后氮原子核的速度是4.7×106m/s.已知氢原子核的质量是mH， 氮原子核的质量是14mH，上述碰撞都是弹性碰撞，求未知粒子 的质量.中子的质量与氢原子核的质量mH有什么关系.
2、若碰后v'A=5m/s，v'B=9m/s，请计算碰撞前后动能变化 对心碰撞：碰撞前后速度都沿同一条直线
二几种按情碰例况撞下：前对后两轨迹个分类物体碰的撞讨论后. 成为一个整体，以共同的速度运动，即为完 两1k个g，物v体A=碰8m撞/后s，全成v为B非=一0弹个整性体，碰以撞共同，的速损度失运动动，即能为最完全大非弹性碰撞，损失动能最大
解： 若A、B弹性碰撞，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得B 获得的最大速度为
vmaxm 1 2 m m 12vm2 m 3m0.5v
若A、B完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律，B获得的最小 速度为
m 1 vm 1 m 2vmin vminmm 3m v 0.25v
3.速度为103m/s的氦核与静止的质子发生正碰，氦核的质量是质子 的4倍，碰撞时弹性的，求碰撞后两个粒子的速度. 解：由于是弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒得
解：中子和原子核的碰撞可看做是弹性碰撞，设 中子：质量m1，碰前v，方向为正,碰后速度v´ 原子核：质量m2，碰前静止 v m1 m2 v m1 m2 中子质量一般小于原子核的质量，因此
vm m12 m m21v1m12 mm 1 2v
m2越小，v ´越小，故选择质量较小的原子核来降低中子的 速度。核电站常用石墨作为中子减速剂。
m 1 v 1 m 2 v 2 m 1 m 2 v
v m1v1 m2v2 m1 m2
60015 40010 cm/s
600 400
5cm/s
与初速度方向相同
2.质量为m、速度为v的A球跟质量为3m的静止B球发生正碰.碰撞 可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B球的速度可能 有不同的值.请你论证：碰后B球的速度可能是以下值吗？ （1）0.6v；（2）0.4v；（3）0.2v
碰撞过程中相互作用力大，. 一种未知粒子跟静止的氢原子核正碰，测出碰撞后氢原子核的速度是3. 碰撞过程中没有宏观位移，但每个物体在短时间内运动状态显著变化. 一 按碰撞前后能量变化分类 碰撞前：m1速度v1，m2静止 一种未知粒子跟静止的氢原子核正碰，测出碰撞后氢原子核的速度是3.
理例论：3分 微.析观完不世同界全情粒况子非下的一碰弹维撞弹即性性为碰弹碰撞性前碰撞后撞速：度的动变化量守恒，机械能不守恒，动能损失最大
解： 设未知粒子质量m，速度v。它与氢和氮原子核碰撞都是弹性 的，碰后氢原子核的速度为
2m vH m mH v
查德威克发现中子实验
碰后氮原子核的速度为
vNm2 m mNvm21mm 4Hv
两式联立，解得未知粒子的质量为1.16mH
再见！
m1 v1
m2
由以上两式解得：
v1
m1 m1
m2 m2
v1
v2
2m1 m1 m2
v1
v1
m1 m1
m2 m2
v1
几种情况下对
的讨论.
1kg，vA=8m/s，vB=0
v 2m v 设解未：知 由粒于子是质弹量性碰m，撞速，度根v据。动量守恒和机械2能守恒得 1
1
m m 由于微观粒子与物质微粒的碰撞并非直接接触，而是1 相互靠2近，且发生对心碰撞的几率很小，所以大多数粒子在碰撞后飞向四面八方，
v v 1球速度不变 中非子对质 心量碰一撞般：小碰于撞1 原前子后核速1 的度质不量沿，同因一此条直线
v 2 v 有核些电核 站反常应用堆石里墨要作2让为中中子子与减1原速子剂核。正碰，以便把中子的速率降下来.
1
2
3.若m <<m 时 m m m ,m m m 碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B球的速度可能有不同的值.