高中物理第十六章运量守恒定律第4节碰撞课件新人教版选修3_

如图所示，质量相等的 A、B 两个球，原来在光滑水 平面上沿同一直线相向做匀速直线运动， A 球的速度是 6 m/s，B 球的速度是－2 m/s，不久 A、B 两球发生了对心碰 撞．对于该碰撞之后的 A、B 两球的速度可能值，某实验小 组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果一定无法实现 的是( )
2．碰撞的分类 (1)弹性碰撞：系统动量守恒，机械能守恒． (2)非弹性碰撞：系统动量守恒，机械能减少，损失的机械能 转化为内能． (3)完全非弹性碰撞：系统动量守恒，碰撞后合为一体或具有 全相同的小球， 它们排成一 条直线， 2、 3 小球静止并靠在一起， 1 球以速度 v0 射向它们， 如图所示．设碰撞中不损失机械能，则碰后三个小球的速度 可能是( )
知识点二
分析碰撞问题的“三个原则”
1．动量守恒，即 p1＋p2＝p′1＋p′2.
2 2 p2 p p ′ 1 2 1 2． 总动能不增加， 即 Ek1＋Ek2≥E′k1＋E′k2 或 ＋ ≥ 2m1 2m2 2m1
p′2 2 ＋ . 2m2 3．速度要符合情景：碰撞后，原来在前面的物体的速度一定 增大，且原来在前面的物体的速度大小或等于原来在后面的 物体的速度，即 v′前≥v′后．
被弹回．(若 m1≪m2，v′1＝－v1，v′2＝0，表示 m1 被反向以 原速率弹回，而 m2 仍静止) (3) 若 m1 ＝ m2 ，则有 v′1 ＝ 0 ， v′2 ＝ v1 ，即碰撞后两球速度
互换 ． _________
(1)发生碰撞的两个物体，动量是守恒的．( (2)发生碰撞的两个物体，机械能是守恒的．(
(1)若 m1>m2，v′1 和 v′2 都是正值，表示 v′1 和 v′2 都与 v1 方向 同向．(若 m1≫m2，v′1＝v1，v′2＝2v1，表示 m1 的速度不变， m2 以 2v1 的速度被撞出去)
反向 ，m1 (2)若 m1<m2，v′1 为负值，表示 v′1 与 v1 方向_________
第十六章
动量守恒定律
第 4节
碰
撞
第十六章
动量守恒定律
1.理解弹性碰撞、非弹性碰撞、正碰(对心碰撞)和斜碰 (非对心碰撞)． 2． 会运用动量守恒定律和能量的观点分析、 解决一维碰撞问 题．
一、弹性碰撞和非弹性碰撞 1．弹性碰撞和非弹性碰撞
守恒 的碰撞叫弹性碰 (1)弹性碰撞：碰撞过程中机械能 _________
直线上．
2．散射 (1)定义：微观粒子碰撞时，微观粒子相互接近时并不发生直
接触 而发生的碰撞． 接_________
(2) 散射方向：由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率
很小 ，所以多数粒子碰撞后飞向_________ 四面八方 ． _________
如图所示，打台球时，质量相等的母球与目标球发生碰撞， 两个球一定交换速度吗？碰撞一定是对心碰撞吗？
提示：不一定．只有质量相等的两个物体发生一维弹性碰撞 时，系统的总动量守恒，总机械能守恒，才会交换速度，否 则不会交换速度．母球与目标球碰撞时对心碰撞和非对心碰 撞都有可能发生．
知识点一 1．碰撞的特点
碰撞过程的特点及分类
(1)时间特点：碰撞现象中，相互作用的时间极短，相对物体 运动的全过程可忽略不计． (2)相互作用力特点： 在碰撞过程中， 系统的内力远大于外力， 所以动量守恒．
1 A．v1＝v2＝v3＝ v0 3 1 C．v1＝0，v2＝v3＝ v0 2
[解析]
1 B．v1＝0，v2＝v3＝ v0 2 D．v1＝v2＝0，v3＝v0
由弹性碰撞的规律可知，当两球质量相等时，碰撞
时两球交换速度．先球 1 与球 2 碰，再球 2 与球 3 碰，故选 D.
[答案] D
完全非弹性碰撞 如图所示的三个小球的质量都为 m，B、C 两球用轻 弹簧连接后放在光滑的水平面上，A 球以速度 v0 沿 B、C 两 球球心的连线向 B 球运动，碰后 A、B 两球粘在一起．问：
撞．
不守恒 的碰撞叫非弹 (2)非弹性碰撞：碰撞过程中机械能_________
性碰撞．
2．一维弹性碰撞分析 在光滑水平面上质量为 m1 的小球以速度 v1 与质量为 m2 的静 止小球发生弹性正碰．根据动量守恒和能量守恒： 1 2 1 2 1 m v ′ ＋ m v ′ 1 1 2 2 m1v′1＋m2v′2 2 2 m1v1＝________________ ； m1v2 ＝ __________________ 碰后 1 2 两个物体的速度分别为 m1－m2 2m1 v′1＝ v ，v′2＝ v. m1＋m2 1 m1＋m2 1
(2)粘合在一起的 A、B 两球向右运动，压缩弹簧，由于弹力 的作用，C 球加速，速度由零开始增大，而 A、B 两球减速， 速度逐渐减小，当三球相对静止时弹簧最短，此时三球速度 相等．在这一过程中，三球构成的系统动量守恒，有： 2mv1＝3mv2， v0 2 解得 v2＝ v1＝ . 3 3 v0 v0 [答案] (1) (2) 2 3
) )
(3)碰撞后，两个物体粘在一起，动量是守恒的，但机械能损 失是最大的．( )
提示：(1)√
(2)×
(3)√
二、对心碰撞和非对心碰撞及散射 1．对心碰撞和非对心碰撞
运动方向 在一条直线 (1)对心碰撞(正碰)：碰撞前后，物体的_________
上．
运动方向不在一条 (2)非对心碰撞(斜碰)：碰撞前后，物体的_________
A．v′A＝－2 m/s，v′B＝6 m/s B．v′A＝2 m/s，v′B＝2 m/s C．v′A＝1 m/s，v′B＝3 m/s D．v′A＝－3 m/s，v′B＝7 m/s
(1)A、B 两球刚刚粘合在一起时的速度是多大？ (2)弹簧压缩至最短时三个小球的速度是多大？
[解析] (1)在 A、B 碰撞的过程中弹簧的压缩量是极其微小 的，产生的弹力可完全忽略，即 C 球并没有参与作用，因此 A、B 两球组成的系统所受合外力为零，动量守恒．以 v0 的 方向为正方向，则有： mv0＝2mv1， v0 解得 v1＝ . 2