資源簡介

1.5 彈性碰撞和非彈性碰撞
4
3
5
2
1
引入新課
教學目標
展開新課
模型應用
課堂檢測
6
課堂小結
二
教學目標
PART 1
PART ONE
教學目標
1．物理觀念：
了解碰撞的分類，理解彈性碰撞和非彈性碰撞的區別以及特點。 2．科學思維：
通過生活中的問題情境分析，能夠選擇對應的碰撞模型解決問題。 3．科學探究：
通過演示實驗探究彈性碰撞和非彈性碰撞的特點。 4.科學態度與責任：
感受不同碰撞的特點，培養學生勇于探索的精神； 體會守恒定律分析物理問題的方法，體會自然界的和諧與統一。
二
引入新課
PART 2
PART TWO



碰撞是自然界的常見現象，由于碰撞本身的特點讓我們知道碰撞時動量是守恒的，那么在碰撞先后系統的機械能是否也是守恒的呢？
隕石墜落
汽車碰撞
臺球碰撞
冰壺運動
分子碰撞
網球撞球拍
引入新課
二
展開新課
PART 3
PART THREE
次數
m1/kg
m2/kg
v/(m·s-1)
v'/(m ·s-1)
0.5m1v2/J
0.5(m1+m2) v'2/J
1
0.17
0.17
1.873
0.930
0.298
0.147
2
0.22
0.17
2.933
1.594
0.946
0.496
3
0.27
0.17
2.457
1.423
0.815
0.446
面團
問題1：根據實驗數據發現系統的動能如何變化？
問題2：在各種碰撞中，是否存在碰撞前后系統總動能不變的情況呢？
實驗探究碰撞前后的動能變
實驗探究碰撞前后動能的變化
問題3：仔細觀察該實驗的碰撞裝置及碰撞過程，想一想， 總動能減少的原因是什么？ 問題4：如何改進實驗裝置減少碰撞中總動能的損失？
面團
橡皮泥
彈性碰撞架
思考下面問題并設計實驗方案
實驗1
實驗2
實驗3
實驗結論： 碰撞中動能損失的多少與物體的形變恢復程度有關， 形變恢復的越多，動能損失的越少。
碰前
碰中 碰后
實驗1
實驗2
實驗3
彈性碰撞 非彈性碰撞 完全非彈性碰撞
說明： 非彈性碰撞中，如果碰撞后物體完全不反彈而粘在一起， 系統的動能損失最大，這種碰撞稱為完全非彈性碰撞。
問題5： 非彈性碰撞中系統損失的動能到哪里去了？
如果系統在碰撞前后動能不變，這類碰撞叫作彈性碰撞。 如果系統在碰撞后動能減少，這類碰撞叫作非彈性碰撞。
二、彈性碰撞實例分析
2. 如果碰撞過程中機械能不守恒，這樣的碰撞叫做非彈性碰撞。
3.碰撞后兩物體連在一起運動，這類碰撞叫完全非彈性碰撞。此類碰撞是非彈性碰撞中的一種特殊形式，系統機械能損失最多。
例如：鋼球、玻璃球的碰撞。
例如：木制品的碰撞。
例如：橡皮泥球之間的碰撞。
1. 如果碰撞過程中機械能守恒，這樣的碰撞叫做彈性碰撞。
一、碰撞的分類
碰撞過程中能量與形變量的演變——碰撞過程的“慢鏡頭”
v1
v共
彈性碰撞
非彈性碰撞
完全非彈性碰撞
能夠完全恢復形變
不能夠完全恢復形變
粘合在一起運動
二、彈性碰撞實例分析
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?
????1
?
????1
?
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?
????2
?
????1′
?
????2′
?
碰撞前
碰撞后
如圖，兩小球相碰，碰撞前后的速度都沿同一條直線。這種碰撞稱為正碰，也叫對心碰撞或一維碰撞。
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?
????1
?
????2
?
????2
?
????1
?
????1′
?
????2′
?
碰撞前
碰撞后
如圖，兩小球相碰，碰撞前后的速度不在一條直線，這種碰撞稱為斜碰，也叫非對心碰撞
補充：對心碰撞和非對心碰撞
v1
靜止
m1
m2
v2’
m2
動量守恒：
機械能守恒:
情景1——動碰靜：物體m1以速度v1與原來靜止的物體m2發生彈性碰撞，碰撞后它們的速度分別為v1’和v2’ 。用m1、m2、v1表示v1’和v2’ 的公式。
v1’
m1
二、彈性碰撞實例分析
二、彈性碰撞實例分析
二、彈性碰撞實例分析
分析：
彈性碰撞
(1)當m1＝m2時，v1′＝0，v2′＝v1(質量相等，速度交換)
(2)當m1＞m2時，v1′＞0，v2′＞0，且v2′＞v1′(大碰小，一起跑)
(3)當m1＜m2時，v1′＜0，v2′＞0(小碰大，要反彈)
(4)當m1?m2時，v1′＝v0，v2′＝2v1(極大碰極小，大不變，小加倍)
(5)當m1?m2時，v1′＝－v1，v2′＝0(極小碰極大，小等速率反彈，大不變)
m2
m1
m1
m2
v1
v1'
v2'
v2
（3）碰撞前后物體運動情況符合實際。
相向運動:
同向運動：
分析碰撞問題時的關鍵點:
（1）動量守恒。
（2）系統動能不增加。
三、碰撞的原則
1.物理情景可行 2.動量守恒 3.動能不增加
二
課堂練習
PART 4
PART FOUR
【典例】質量相等的A、B兩球在光滑水平面上沿同一條直線、在同一方向上運動，A球的動量pA＝9 kg·m/s，B球的動量pB＝3 kg·m/s。A球追上B球時發生碰撞，則A、B兩球碰撞后的動量可能是(　　)
A．pA′＝6 kg·m/s，pB′＝6 kg·m/s
B．pA′＝8 kg·m/s，pB′＝4 kg·m/s
C．pA′＝－2 kg·m/s，pB′＝14 kg·m/s
D．pA′＝－4 kg·m/s，pB′＝17 kg·m/s
A
課堂練習
二
模型應用
PART 5
PART FIVE
四、類碰撞中的各種模型
（1）m1、彈簧和m2系統在發生相互作用的過程中動量守恒嗎？機械能守恒嗎？
（2）彈簧上何時彈性勢能最大？最大值為多少？
（3）最終m1和m2的速度多少？
彈簧模型
各接觸面均光滑，質量為m的物體一v0滑上質量為M的斜面體
（1）m和M系統在發生相互作用的過程中動量守恒嗎？機械能守恒嗎？
（2）求m能夠上升的最大高度？
（3）最終分離時m和M的速度各為多少？
圓弧軌道模型
質量為m的子彈以初速度v0射向靜止在光滑水平面上的質量為M的木塊并留在其中，若一起運動的速度為v，設木塊對子彈的阻力恒為f。
（1）求子彈和物塊運動的位移各為多少？
（2）求子彈進入的深度d？
（3）求在此過程中損失的機械能？
子彈打木塊模型
二
課堂小結
PART 6
PART SIX
二
一、碰撞的分類 1.彈性碰撞：機械能守恒 例：鋼球、玻璃球 2.非彈性碰撞：機械能不守恒 例：木制品球 3.完全非彈性碰撞：機械能損失最多 例：橡皮泥球 二、動碰靜模型
動量守恒
機械能守恒
三、碰撞的原則 1.物理情景可行 2.動量守恒 3.動能不增加 四、類碰撞模型 1.彈簧模型 2.圓弧軌道模型 3.子彈打木塊模型
課堂小結

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