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碰撞-优质获奖精品课件 (33)
m -m
2m1
v1。
+m
1
2
两球速度分别为 v1 '= m 1+m2 v1,v2 '=m
1
2
(2)若 m1=m2 的两球发生弹性正碰,v1≠0,v2=0,则 v1 '=0,v2 '=v1,即二者
碰后交换速度。
(3)若 m1≪ m2,v1≠0,v2=0,则二者弹性正碰后,v1 '=-v1,v2 '=0。表明 m1
(m1-m2)v1 + 2m2v2
v1 ' =
⑥
m 1 + m2
(m2-m1)v2 + 2m1v1
v2 ' =
⑦
m 1 + m2
⑥⑦两式即为求得的结果,现对结果进行如下讨论:
当m1 = m2 时,v1 ' = v2 ,v2 ' = v1 ,即碰撞前后两球交换
速度;
2m2v2
(m2-m1)v2'
若v1 = 0,v1 ' =
小球 3 与小球 4 碰撞后交换速度,最终小球 1、2、3 静止,小球 4 以速度
v0 运动。
一、碰撞的分类
活动与探究
两个相互作用的物体,作用前与作用后没有接触,也叫碰撞吗?碰撞
过程一定遵守动量守恒定律吗?
答案:叫碰撞。碰撞还可以分为接触碰撞和不接触碰撞两类。接触
碰撞的两个物体,它们之间的作用力为弹力,不接触碰撞的两个物体,它
设小球 B 能上升的最大高度为 h,由运动学公式有
3mA -mB 2
)H
A +mB
由①④⑤式得 h=(m
3mA -mB 2
)H
2m1
v1。
+m
1
2
两球速度分别为 v1 '= m 1+m2 v1,v2 '=m
1
2
(2)若 m1=m2 的两球发生弹性正碰,v1≠0,v2=0,则 v1 '=0,v2 '=v1,即二者
碰后交换速度。
(3)若 m1≪ m2,v1≠0,v2=0,则二者弹性正碰后,v1 '=-v1,v2 '=0。表明 m1
(m1-m2)v1 + 2m2v2
v1 ' =
⑥
m 1 + m2
(m2-m1)v2 + 2m1v1
v2 ' =
⑦
m 1 + m2
⑥⑦两式即为求得的结果,现对结果进行如下讨论:
当m1 = m2 时,v1 ' = v2 ,v2 ' = v1 ,即碰撞前后两球交换
速度;
2m2v2
(m2-m1)v2'
若v1 = 0,v1 ' =
小球 3 与小球 4 碰撞后交换速度,最终小球 1、2、3 静止,小球 4 以速度
v0 运动。
一、碰撞的分类
活动与探究
两个相互作用的物体,作用前与作用后没有接触,也叫碰撞吗?碰撞
过程一定遵守动量守恒定律吗?
答案:叫碰撞。碰撞还可以分为接触碰撞和不接触碰撞两类。接触
碰撞的两个物体,它们之间的作用力为弹力,不接触碰撞的两个物体,它
设小球 B 能上升的最大高度为 h,由运动学公式有
3mA -mB 2
)H
A +mB
由①④⑤式得 h=(m
3mA -mB 2
)H
16-4 碰撞课件 (共15张PPT)
【例1 】质量相等的两只小球A、B,在光滑的水平面上沿
同一直线向同一方向运动，A球的初动量为7kg.m/s, B
球的初动量为5kg.m/s,当A球追上B球发生碰撞后， A、
B两球的动量可能为：（ A A.PA=6 Kg.m/s B.PA=3 Kg.m/s C.PA=-2 Kg.m/s D.PA=-4 Kg.m/s
' 2 v 2 2
非弹性碰撞
碰撞
1 1 1 2 ' 2 m 1v 1 > m 1v 1 + m 2 2 2
' 2 v 2 2
正碰（对心碰撞） 碰撞的 维度
斜碰（非对心碰撞）
三、散射
1.概念：微观粒子的碰撞叫做散射。 微观粒子发生对心碰撞的概率很小，多数粒子碰撞后飞向四面八方。
' m 1v1 = m 1v ' + m v 2 1 2
弹性碰撞 有无 能量 损失
1 1 1 2 ' 2 m 1v 1 = m 1v 1 + m 2 2 2
' m 1v1 = m 1v ' + m v 2 1 2
V0=0
μ= 0
若两钢球碰撞后粘在一起运动，动量是否守恒？机械 能是否守恒？试计算说明。
v
V0=0
μ= 0
一、弹性碰撞与非弹性碰撞
1. 弹性碰撞：如果碰撞过程中机械能守恒，这样的 碰撞叫弹性碰撞。 动能 动能 弹性势能 例如：钢球、玻璃球的碰撞 2.非弹性碰撞：如果碰撞过程中机械能不守恒，这 样的碰撞叫非弹性碰撞。 动能
两物体的速度分别为：
m1 m2 v1 v1 m1 m2
'
2m1 v v1 m1 m2
高中物理《碰撞》优质教学课件
=
2 3
v1
2 、实验研 究
t1
t/ 1
t2
m1 = m, m2 = 2 m
v/ 1
=
-
1 3
v1
v2 /
=
2 3v1t1t (3t )11
t2 (1.5t1)
四、扩展： 1 、对心碰撞和非对心碰撞
【思考与 讨 论】
2 、粒子的散射
卢瑟福从 1909 年 起做了著名的 α 粒子散射实验，在 此基础上，卢瑟 福 提出了原子核 式结 构模型。
3 、中子的发现
查德威克认为，这种粒子穿过物质时它将与物 质 中的原子核发生弹性碰撞，从而把能量传递 给原 子核，使被碰撞的原子核运动，测出被碰 原子核 的速度，就可根据动量守恒和能量守恒 把这种粒 子的质量算出来。通过对氢原子和氮 原子的轰ft ，他算出这种粒子的质量与质子的质量近乎相等
课堂小结
第十六章 动量守恒定 律
第 4 节 碰撞
列举 : 碰撞 现象
碰撞
动量守恒
探究实验： 碰撞过程能量守恒吗
一、不同类型的碰撞 1 、弹性碰撞 动能守恒
2 、非弹性碰撞 完全非弹性碰撞
动能不守恒
为什么？
二、弹性碰撞
1 、理论分析
讨论
m1 = m,m2 = 2m
2 、实验研 究
v1/
=
-
1 3
v1
v/ 2
一、不同类型的碰撞
1 、弹性碰撞 2 、非弹性碰撞 完全非弹性碰撞
二、弹性碰撞 1 、动量守恒 2 、能量守恒
三、弹性碰撞的知识扩展及应用
1 、对心碰撞和非对心碰撞 2 、粒子的散射 3 、中子的发现
课堂练
1.
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二、
方法一： 矢量作图法
方法二： 计算法
V/1
V1
V/2
V/1
思考:若通过计算的方法,怎么计算?还需要哪些条 件?
特权福利
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二、
方法一： 矢量作图法
方法二： 计算法
V/1
V1
V/2
V/1
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碰撞-优质获奖精品课件 (52)
由动量守恒定律得45mvA＋mvB＝(54m＋m)v 由机械能守恒定律得 21×54mv2A＋12mv2B＝12(54m＋m)v2＋EPm 联立解得：v＝13v0，EPm＝410mv20 答案：(1)vA＝v50 vB＝v20 (2)EPm＝410mv20
(青岛市2014～2015学年高二下学期五校联考)如图，光滑 水平直轨道上两滑块A、B用橡皮筋连接，A的质量为m。开始 时橡皮筋松驰，B静止，给A向左的初速度v0。一段时间后，B 与A同向运动发生碰撞并粘在一起。碰撞后的共同速度是碰撞 前瞬间A的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B的速度的一半。 求：
3．能量的特点 爆炸过程系统的动能增加，碰撞、打击过程系统的动能不 会增加，可能减少，也可能不变。 二、三种碰撞类型的特点 1．弹性碰撞 碰撞过程中不仅动量守恒，而且机械能守恒，碰撞前后系 统动能相等。同时，在碰撞问题中常做动量和动能的换算。 2．非弹性碰撞 碰撞过程中动量守恒，碰撞结束后系统动能小于碰撞前系 统动能。减少的动能转化为其他形式的能量。
能守恒，若各球质量均为 m，则碰撞前系统总动量为 mv0，总 动能应为12mv20。
假如选项 A 正确，则碰后总动量为 33mv0，这显然违反动
量守恒定律，故不可能。
假如选项 B 正确，则碰后总动量为 22mv0，这也违反动量 守恒定律，故也不可能。
假如选项 C 正确，则碰后总动量为 mv0，但总动能为41mv20， 这显然违反机械能守恒定律，故也不可能。
3．速度要符合情景 如果碰前两物体同向运动，则后面物体的速度大于前面物 体的速度，即 v 后>v 前，否则无法实现碰撞。碰撞后，原来在前 的物体的速度一定增大，且原来在前的物体的速度大于或等于 原来在后的物体的速度，即 v 前′≥v 后′，否则碰撞没有结束， 如果碰前两物体是相向运动，则碰后，两物体的运动方向不可 能都不改变，除非两物体碰撞后速度均为零。
碰撞-优质获奖精品课件 (12)
滑的水平面上，物体A被水平速度为v0、质量为m的子弹击中，
子弹嵌在其中，已知A的质量是B的质量的 3，子弹的质量是B
的质量的 1。求：
4
4
(1)A物体获得的最大速度；
(2)弹簧压缩量最大时B物体的速度；
(3)弹簧的最大弹性势能Ep。
【思路点拨】 解答本题应明确以下两点 (1)子弹与A碰撞完毕时A的速度最大。 (2)三者具有共同速度时，弹簧压缩量最大，弹性势能最大。
4 碰撞
1 课时目标·导航 2 课前感知·预习 3 课堂导学·探究 4 分层达标·训练
1.了解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞，应用动量、 能量的观点综合分析，解决一维碰撞问题。 2.了解对心碰撞和非对心碰撞。 3.了解散射和粒子的发散过程，体会理论对实践的指导作用， 进一步了解动量守恒定律的普适性。 4.加深对动量守恒定律和机械能守恒定律的理解。
答案：(1)1 m/s
(2)1.25 J
【规律方法】
处理碰撞问题的思路
(1)对一个给定的碰撞，首先要看动量是否守恒，其次再看总
动能是否变化。
(2)一个符合实际的碰撞，除动量守恒外还要满足能量守恒，
注意判断碰撞完成后不可能发生二次碰撞的速度关系。
(3)要灵活运用
Ek
或p2
2m
p 和2mEk 或
Ek
1 pv 2
二、对心碰撞和非对心碰撞 散射 1.对心碰撞(正碰)：碰撞前后物体的动量在_同__一__直__线_上。 2.非对心碰撞(斜碰)：碰撞前后物体的动量不在_同__一__直__线_上。 3.散射：微观粒子相互接近但不发生_直__接__接__触_的碰撞。
【判一判】
(1)两小球在光滑水平面上碰撞后粘在一起，因而不满足动量
碰撞-优质获奖精品课件 (32)
m1v
2 1
＋
1 2
m2v
2 2
－
1 2
(m1
＋
m2)v2
＝
12×0.3×0.52＋12×0.2×（－1）2－12×（0.3＋0.2）×（－0.1）2 J＝0.135 J.
(3)如果碰撞是弹性碰撞，设碰后两物体的速度分别为 v1′、 v2′，由动量守恒定律得 m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′， 由机械能守恒定律得12m1v21＋12m2v22＝12m1v1′2＋
答案 解析
2m1 2gh 设m1m＋1m碰2撞前的速度为 v10，根据机械能守恒定律有 m1gh＝12m1v210解得 v10＝ 2gh
①
设碰撞后 m1 与 m2 的速度分别为 v1 和 v2，根据动量守恒定律有
m1v10＝ m1v1＋m2v2
②
由于碰撞过程中无机械能损失
12m1v210＝12m1v21＋12m2v22
槽的小车．现有一质量也为m的小球以v0的水平速度沿切 线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦)，到达某一高度后，
小球又返回小车右端，则
()
A．小球在小车上到达最高点时的速度大小为v20 B．小球离车后，对地将向右做平抛运动 C．小球离车后，对地将做自由落体运动
D．此过程中小球对车做的功为12mv02
答案 ACD 解析 小球到达最高点时，小车和小球相对静止，且水平方 向总动量守恒，小球离开车时类似完全弹性碰撞，两者速度 完成互换，故选项A、C、D都是正确的．
解析 (1)令v1＝50 cm/s＝0.5 m/s， v2＝－100 cm/s＝－1 m/s， 设两物体碰撞后粘合在一起的共同速度为v，
由动量守恒定律得m1v1＋m2v2＝(m1＋m2) v，
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2018/12/2
14
（2）若m1 》m2 ，会出现什么现象呢？
（3）若m1 《m2 ，会出现什么现象呢？
15
2018/12/2
非对心碰撞定性研究：非对心碰撞是平面内的 二维碰撞，定量研究比较复杂。但可以根据动量 守恒定律，定性地描述碰撞情景。 课本16页“思考与讨论” （1）作图的理论依据是什么？ （2）如果 mA <<mB ，试简要描述碰撞的情景？(将（1）、 （2）两问做到作业本上）。 （3）若A为a粒子，B为金原子核，试简要描述碰撞情景？ （已知a粒子的质量数为4，金原子质量数为197）
3
三、新 课 教 学
认识碰撞的特点
根据下列大家所举例的碰撞情况，说说碰撞有什么显著 的特点？
2018/12/2
4
1、认识碰撞的特点
下面是一幅由计算机描绘的，用传感器测量的两个物体碰撞过程中的相互 作用力随时间变化的F-t图像，图像说明了碰撞有什么特点？
2018/12/2
5
研究碰撞的方法 1、碰撞具有如上的特点，那么我们应该采用 什么样的方法去研究碰撞现象呢？用牛顿运动定 律可以吗？为什么？
vmax
2mv = = 0.5v m + 3m
∵所以，只有0.4v是速度可能值
2018/12/2 19
完成导学稿上剩余的 题目，并提出你的疑难问 题和见解。
自制土火箭的发射——提出的动量守恒定律的另一 个应用——反冲。
2018/12/2
20
2018/12/2
16
微观粒子的碰撞——散
射
1、微观粒子发生对心碰撞的概率很小，大多数粒子发生非 对心碰撞 2、与宏观物体碰撞相互接触不同的是，微观粒子相互接近 时并不发生直接接触。 3、大多数粒子在发生非对心碰撞后飞向四面八方。因此微 观粒子的碰撞又叫做散射。散射同样遵循动量守恒定律。
2018/12/2 17
碰前运动速度与两球心的连线在同一条直线上， 碰后两球的速度仍会沿着这条直线。
碰撞前
碰撞后
2、斜碰——也叫非对心碰撞： 碰前运动速度与两球心连线不在同一直线上， 碰后两球的速度都会偏离原两球心的连线。
碰撞前
2018/12/2
碰撞后
11
v1'
一维弹性碰撞研究：
例：在光滑的水平面上，假设物体以m1速 度v1与原来静止的物体发生弹性碰撞，碰撞后 它们的速度分别为v’1 和v’2，试推导v’1和v’2的 表达式.
18
1、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，也可能非弹性， 碰后B球的速度可能是以下值吗？
（A）0.6v (B)0.4v (C)0.2v
解：B球速度的最小值发生在完全非弹性碰撞情形 由动量守恒： mv = (3m + m)vmin vmin = 0.25v
B球速度的最大值发生在弹性碰撞时：
第 十 六 章 第 四 节
碰
撞
1
2018/12/2
一、温 故 而 知 新
1、动量守恒定律的内容是什么？ 其表达式又是什么？
2、机械能守恒定律的内容是什么？ 其表达式又是什么？ 3、能量守恒定律的内容是什么？
ห้องสมุดไป่ตู้
2018/12/2
2
二、新 课 引 入
你能举例说明生活 当中的碰撞现象吗？
2018/12/2
2、那么该怎样处理碰撞问题呢？
3、 能量有多种多样，与运动有关的能量是什么 能量呢？碰撞前后这种能量是否也守恒呢？
2018/12/2
6
以下两种碰撞，哪种碰撞机械能守恒？ 哪种不守恒？
2018/12/2
7
第二小组展 示并得出结论
2018/12/2
8
分类方式之一：
弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒
从 能 量 变 化 方 面 分 类
【学习小结】
本节课的学习思路是怎样的呢? 首先，从碰撞的特点出发,探索解决碰撞类问题的 方法; 其次，按照由简单到复杂的原则, 采用理论和实 验相结合的方法分析了一维弹性碰撞的特性; 最后，通过定性分析二维弹性碰撞，引申到微观 粒子的散射，说明研究碰撞对探索微观世界的意义.
2018/12/2
2018/12/2
12
m1 m2 v v1 m1 m2
' 1
2m1 v v1 m1 m2
' 2
（1）若m1=m2,会出现什么现象呢？
当碰撞的两个物体的质量相等时，碰撞前后两个物 体互相交换了速度，这种现象叫做速度交换现象.
2018/12/2
13
下面的这个实验装置叫做牛顿摇篮。如果拉开最左 边的小球，你能说出将会发生什么现象吗？（素材有第 五小组成员提供）
非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒
完全非弹性碰撞：是非弹性碰撞的特例，碰撞后 两 物粘合在一起，以共 同的速 度一起运动。——此时机械能 损失最大。
无论是哪种碰撞，都遵守动量守恒定律。
2018/12/2 9
正碰与斜碰
2018/12/2
10
分类方式二：
从 碰 撞 的 速 度 方 向 来 分 类
1、正碰——也叫对心碰撞：