2019-2020学年高中物理 第1章 第1节 物体的碰撞课件 粤教版选修3-5

第一章碰撞与动量守恒第一节物体的碰撞[学习目标]1.了解历史上对碰撞问题的研究过程；知道生活中各式各样的碰撞形式.2.知道碰撞的主要特点．(重点)3．知道弹性碰撞和非弹性碰撞．(重点)4.学会用能量的观点分析弹性碰撞和非弹性碰撞．(难点)自主预习探新知一、历史上对碰撞问题的研究及生活中的碰撞现象1．历史上对碰撞问题的研究(1)最早发表有关碰撞问题研究成果的是布拉格大学校长教授．(2)碰撞在物理研究中的贡献①通过总结碰撞的规律，为奠定了基础．②通过粒子的碰撞，发现了许多新粒子，丰富了人们对微观粒子世界的认识，形成了新的研究领域．马尔西基本粒子物理高能动量守恒定律一、历史上对碰撞问题的研究及生活中的碰撞现象2．生活中的各种碰撞现象(1)正碰：两个小球碰撞，作用前后沿(2)斜碰：两个小球碰撞，作用前后运动．同一直线运动．不沿同一直线二、弹性碰撞和非弹性碰撞1．碰撞的主要特点相互作用时间短，作用力变化快和作用力峰值大等，因而其他外力可以2．弹性碰撞若两个小球碰撞后形变，则能量损失，碰撞前后两个小球构成的系统的相等，称为弹性碰撞．忽略不计．动能没有能完全恢复二、弹性碰撞和非弹性碰撞3．非弹性碰撞若两个小球碰撞后它们的形变恢复原状，这时将有一部分动能最终会转变为其他形式的能，碰撞前后系统的动能，我们称之为非弹性碰撞．不能完全等不再相1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)通过高能粒子的碰撞，实验物理学家相继发现的新粒子，多数都是理论上预言的．()(2)生活中的各种碰撞现象都是有害的．()(3)在宏观和微观领域中都有碰撞现象发生．()(4)非弹性碰撞前后的动能不相等．()(5)碰撞发生后，两物体一定在同一直线上运动．()××√√×2．(多选)碰撞现象的主要特点有()A．物体相互作用时间短B．物体相互作用后速度很大C．物体间相互作用力远大于外力D．相互作用过程中物体的位移可忽略ACD[碰撞过程发生的作用时间很短，作用力很大，远大于物体受到的外力，与物体作用前后的速度大小无关，物体的位移可忽略．故A、C、D正确．]3．(多选)子弹以一定的速度射穿某物块，则下列说法正确的是()A．此过程可能无机械能的损失B．此过程一定有机械能的损失C．此过程为非弹性碰撞D．此过程中有内能产生BCD[子弹射穿木块的过程需要克服摩擦力做功，有内能产生，即系统机械能必定有损失，此过程为非弹性碰撞．]合作探究攻重难弹性碰撞和非弹性碰撞的理解1.碰撞的特征(1)碰撞作用时间极短，相互作用力变化很快，平均作用力很大，远远大于其他外力，可以将其他外力忽略．(2)碰撞过程时间极短，可以忽略物体的位移，认为物体碰撞前后仍在同一位置．2．弹性碰撞与非弹性碰撞的区别弹性碰撞非弹性碰撞碰后形变情况完全恢复不能完全恢复能量损失情况没有能量损失，碰撞前后系统的动能相等一部分动能转变为其他形式的能，碰撞前后系统的动能不再相等【例】质量为5kg的A球以3m/s的速度与质量为10kg静止的B球发生碰撞，碰后A球以1m/s的速度反向弹回，B球以2m/s的速度向前运动．试分析：(1)碰撞过程中损失了多少动能；(2)两球的碰撞属于何种类型的碰撞．[解析](1)碰撞前物体的动能EkA＝12mAv2A＝12×5×32J＝22.5J碰后物体的动能Ek′＝EkA′＋EkB′＝12mAv′2A＋12mBv2B＝12×5×12J＋12×10×22J＝22.5J故碰撞过程中无动能的损失．(2)由于碰撞过程中无动能损失，故两球的碰撞属于弹性碰撞．[答案](1)0(2)弹性碰撞1．弹性碰撞与非弹性碰撞的区别在于碰撞过程中有无机械能损失．2．弹性碰撞是一种理想化碰撞，现实中的多数碰撞实际上都属于非弹性碰撞．训练角度1：对碰撞的理解1．下面对于碰撞的理解，不正确的是()A．碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短时间内它们的运动状态发生显著变化的过程B．在碰撞现象中，一般来说物体所受的外力作用可以忽略C．如果碰撞过程中动能不变，则这样的碰撞叫作弹性碰撞D．根据碰撞过程中动能是否守恒，碰撞可分为正碰和斜碰D[碰撞相互作用时间短，作用力大，因而其他外力可以忽略不计，在极短时间内物体的运动状态发生明显变化，故A、B对；根据碰撞过程中动能是否守恒，碰撞分为弹性碰撞和非弹性碰撞，其中动能不变的碰撞称为弹性碰撞，故C对，D错．]训练角度2：碰撞过程中的能量转化2．钢球A以一定的速度沿光滑水平面向静止于前面的另一相同大小的钢球B运动，下列对两球相互作用过程说法正确的是()A．两球相互作用的过程始终没有动能的损失B．钢球A减速运动时，系统动能不变C．两球速度相等的瞬间，系统动能最大D．两球速度相等的瞬间，系统势能最大D[两球相互作用过程中由于存在相互作用的弹力，两球均发生形变，有弹性势能，系统动能有损失，两球速度相等的瞬间，系统动能损失最大，弹性势能最大，故选项D正确．]课堂小结1.物体碰撞前后在同一直线上运动的为正碰，碰撞前后不在同一直线上运动的为斜碰．2．碰撞过程相互作用力很大，作用时间极短，物体速度的变化瞬间完成．3．弹性碰撞过程没有机械能损失，非弹性碰撞过程中系统机械能将减少.知识脉络当堂达标固双基1．(多选)下列说法正确的是()A．人类很早就开始了对碰撞的研究，为动量守恒定律的得出奠定了基础B．人类对碰撞的研究始于发现了动量守恒定律之后C．碰撞过程一般相互作用时间较短，相互作用力较大D．碰撞发生后，两物体一定在同一直线上运动且运动方向相反AC[人类早在17世纪中叶就对碰撞现象开始了研究，碰撞现象是物体间的直接相互作用，作用时间较短，相互作用力较大，选项A、C正确，B错误；碰撞发生后，两物体的运动方向可能相同，也可能相反，还可能不在一条直线上运动，选项D错误．]2．两个物体发生碰撞()A．碰撞中一定产生了内能B．碰撞前后，组成系统的动能一定不变C．碰撞前后，系统的总动能可能增大D．碰撞前后，系统的总动能不会增加D[若两物体发生弹性碰撞，系统的总动能不变；若发生的是非弹性碰撞，系统的总动能会减小，但无论如何，总动能不会增加，所以D正确．]3．如图所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，与A质量相等的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同一直线运动，则A、B组成的系统动能损失最大的状态是_______________________________________________________________________________________________________.A和B的速度相等，弹簧最短状态[B和A碰撞过程中，机械能守恒，A、B(包括弹簧)的动能和弹性势能之间存在相互转化．当A、B的速度相等时，弹簧处于最短状态，弹性势能最大，此时A、B系统动能损失最大，损失的动能转化成弹簧的弹性势能．]