陕西省安康市石泉县高中物理 第1章 碰撞与动量守恒 1.4 美妙的守恒定律课件 沪科版选修35.ppt

第一章碰撞与动量守恒 第 节美妙的守恒定律 3 加深对动量守恒定律和机械能守恒定律的理解 能运用这两个定律解决一些实际问题 2 了解正碰和斜碰 1 了解弹性碰撞 非弹性碰撞和完全非弹性碰撞 会用动量 能量的观点综合分析 解决一维碰撞问题 说明 这个碰撞过程中没有能量损失 碰撞过程能量守恒 一个钢球与另一个静止的钢球相碰 如果两个钢球的质量相等 第一个钢球停止运动 第二个钢球能摆到同样的高度 碰撞过程动量守恒 问题1 观察 思考这个过程有哪些守恒与不变 问题2 观察 思考 不同类型碰撞的过程有什么规律 弹性碰撞 在物理学中 把动量和动能都守恒的碰撞叫做弹性碰撞 非弹性碰撞 如果碰撞过程中动能不守恒 这样的碰撞叫做非弹性碰撞 完全非弹性碰撞 碰撞的特点是碰后粘在 起 或碰后具有共同的速度 其动能损失最大 是非弹性碰撞的特例 问题3 实验探究 弹性碰撞的规律如何 试验1 质量相等的两个钢球的碰撞 试验2 质量不相等的两个钢球的碰撞 根据动量守恒定律 弹性碰撞机械能守恒 碰撞后两个物体的速度 物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性碰撞 碰撞后它们的速度分别为v1 和v2 用m1 m2 v1表示v1 和v2 的公式 问题4 试运用所学知识分析弹性碰撞 将a和b看作系统 碰撞过程中系统动量守恒 弹性碰撞中没有机械能损失 若v2 0时 结论与前面的是否相同 若在一光滑水平面上有两个质量分别为m1 m2的刚性小球a和b 以初速度v1 v2运动 若它们能发生碰撞 为一维弹性碰撞 碰撞后它们的速度分别为v 1和v 2分别是多大 理论分析 问题5 试运用所学知识进一步分析弹性碰撞 1 正碰两球碰撞时 碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在同 条直线上 碰撞之后两球的速度仍沿着这条直线 这种碰撞称为正碰 注意 发生对心碰撞的两个物体 碰撞前后的速度都沿同一条直线 它们的动量也都沿这条直线 在这个方向上动量守恒 2 斜碰两球碰撞时 碰撞之前的运动速度与两球心的连线不在同 条直线上 碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线 这种碰撞称为斜碰 斜碰也遵循动量守恒定律 但情况较复杂 中学阶段不作要求 思考与讨论 a球以速度v1与同样质量且处于静止的b球碰撞 已知碰撞后b球的速度如图 请你画出碰撞后a球的速度 v 1 v1 v 2 问题6 阅读课本 你你多学了那些知识 正碰 斜碰 问题7 你能根据碰撞情况 给碰撞进行分类吗 守恒定律本质上是某种物理量保持不变 自然界中的四大基本守恒定律 能量守恒定律 动量守恒定律 质量守恒定律 电荷守恒定律 物理的美反映的是一个真实的世界 问题8 你知道守恒与不变有哪些吗 镭 ra 原子核是不稳定的 它有88个质子和138个中子 会自发地以一定速度放出一个 粒子 粒子含有2个质子和2个中子 然后变为氡 rn 原子核 若质子和中子的质量相等 粒子在离开镭原子核时具有1 5 107m s的速度 试求氡原子核具有的速度 粒子m1 氡 rn m2 镭 ra m 审题指导 镭 ra 粒子 氡 rn 的质量数守恒 一个质子或中子的质量为m0 88m0 138m0 226m0 2m0 2m0 4m0 226m0 4m0 222m0 系统动量守恒 电荷数守恒 问题9 题中有哪些守恒与不变 总能量守恒 镭 ra 原子核是不稳定的 它有88个质子和138个中子 会自发地以一定速度放出一个 粒子 粒子含有2个质子和2个中子 然后变为氡 rn 原子核 若质子和中子的质量相等 粒子在离开镭原子核时具有1 5 107m s的速度 试求氡原子核具有的速度 粒子m1 氡 rn m2 镭 ra m 226m0 4m0 222m0 系统动量守恒 解析 负号表示氡原子核与 粒子的速度方向相反 问题9 题中有哪些守恒与不变 问题10 物体间碰撞的物理本质的区别是什么呢 质量m1 10g的小球在光得的水平面上以v1 30cm s的速度向右运动 恰遇上质量m2 50g的小球以v2 10cm s的速度向左运动 碰撞后 小球m2恰好静止 那么碰撞后小球m1的速度多大 方向如何 解析 典例精析1 规定向右为正 由动量守恒定律 负号说明方向向左 在细线下吊着一个质量为m的木块 构成一个单摆 摆长为l 一颗质量为m的子弹水平射入木块 最后留在木块中 随木块一起摆动 已知木块摆动时摆线的最大偏角是 求子弹射入木块前的速度 m m gl 1 cos 0 m m v2 2 瞬间打击和共同运动两过程 典例精析2 解析 设子弹射入木块前速度v0 射入过程木块视为不动 共同速度v 从最低点到最高点 机械能守恒 动能定理 由动量守恒定律 mv0 m m v 解得 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时刻是 a a开始运动时b a的速度等于v时c b的速度等于零时d a和b的速度相等时 d 解析 1 ab系统动能损失最大的时刻 即弹性势能最大的时刻 2 ab等速时 弹簧压缩最短 弹性势能最大 课堂训练1 课堂训练2 两球a b在光滑水平面上沿同一直线 同一方向运动 ma 1kg mb 2kg va 6m s vb 2m s 当球a追上b并发生碰撞后 两球a b速度的可能值是 取两球碰撞前的运动方向为正 a va 5m s vb 2 5m sb va 2m s vb 4m sc va 4m s vb 7m sd va 7m s vb 1 5m s p mava mbvb 10kg m s 解析