普通高中物理选择性必修一 第一章第5节 弹性碰撞和非弹性碰撞

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普通高中物理选择性必修一 第一章第5节 弹性碰撞和非弹性碰撞

内容来源|普通高中教科书 物理 选择性必修第一册 人民教育出版社 软件|亿图脑图MindMaster

弹性碰撞和非弹性碰撞

在各种碰撞中能量是如何变化的呢？

实验 研究小车碰撞前后动能的变化

实验

利用图示的实验装置进行实验。 实验发现：如果碰撞后两辆小车粘在一起，则总动能减少。

思考

观察实验装置，想一想，总动能减少的原因是什么？

为了减少总动能的损失，可以对实验装置进行怎样的改进？

分别为两辆小车安装弹性碰撞架可以减少动能的损失。

......是否还有其它的办法？

需要测量哪些实验数据？如何测量？

质量

速度

碰撞

弹性碰撞

系统在碰撞前后动能不变

钢球、玻璃球碰撞时，动能损失很小，它们的碰撞可看作弹性碰撞

非弹性碰撞

系统在碰撞后动能减少

橡皮泥球之间的碰撞是非弹性碰撞

根据碰撞前后物体动能的变化情况，对碰撞进行分类。

例题 如图，在光滑水平面上，两个物体的质量都是m，碰撞前一个物体静止，另一个以速度v向它撞去。碰撞后两个物体粘在一起，成为一个质量为2m的物体，以一定速度继续前进。碰撞后该系统的总动能是否会有损失？

弹性碰撞的实例分析

两个小球相碰，碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在同一条直线上，碰撞之后两球的速度仍会沿着这条直线。这种碰撞称为正碰，也称为对心碰撞或一维碰撞。

分析：发生弹性碰撞的两个物体，由于质量不同，碰撞后的速度有哪些特点

简化模型

假设物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生正碰，碰撞后它们的速度分别为v1¢和v2¢。

过程分析

碰撞过程遵从动量守恒定律

弹性碰撞没有动能损失

结论分析

表示碰撞后，第一个物体的速度由v1变为0，而第二个物体由静止开始运动，运动的速度等于第一个物体原来的速度。

速度交换

表示碰撞后，第一个物体的速度几乎没有改变，而第二个物体以2v1的速度被撞出去。

表示碰撞后，第一个物体被弹了回去，以原来的速率向反方向运动，而第二个物体仍然静止。

乒乓球撞击保龄球会出现这种现象

分析的方法之一是选取简单特例进行分析。如果所得的结论与实际情况一致，那么理论分析可能是正确的，否则一定出了问题。

科学方法 抽象与概括

思维方法

抽象的思维方法

根据需要研究对象和问题的特点，从研究的目的出发，忽略个别的、非本质的属性，抽取共同的、本质的属性进行研究。

概括的思维方法

把一类事物共同的、本质的属性提炼出来，从而推广到同类事物上去，找到事物的共同属性。

科学前辈在追寻不变量的努力中，通过抽象、概括等方法提出了动量的概念，并通过动量守恒定律建立了自然界的相互联系。

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