高中物理 第十六章 动量守恒定律 第四节 碰撞课件 新人教版选修35.ppt

16 4碰撞 一 历史上对碰撞物体的研究 最早发表有关碰撞问题研究成果的是布拉格大学校长 物理学教授马尔西 m marci 1595 1667 他在1639年发表的 运动的比例 中得出一些碰撞的结论 随后著名的物理学家如伽利略 马略特 牛顿 笛卡尔 惠更斯等都先后进行了一系列的实验总结出碰撞规律 为动量守恒定律的建立奠定了基础 二 生活中的各种碰撞现象 打台球 二 生活中的各种碰撞现象 撞车 二 生活中的各种碰撞现象 打桩机打桩 二 生活中的各种碰撞现象 钉钉子 二 生活中的各种碰撞现象 飞鸟撞飞机 二 生活中的各种碰撞现象 打网球 二 生活中的各种碰撞现象 拳击 一 碰撞的共性与个性 共性 作用力变化快 有些碰撞碰后分开 有些碰撞碰后粘在一起 相互作用时间短 作用力峰值大 系统动量守恒 个性 有些碰撞沿一条直线 有些碰不在一条直线上 有些碰撞过程可能机械能守恒 有些过程机械能可能不守恒 方案1 实验测量 间接验证 2 1 1 h1 v0 mv02 2 2 h2 v 2mv2 2 设问1 如何探寻两球碰撞前后有无机械能损失 看两次摆角是否相同 由动量守恒定律 碰撞前系统总动能 碰撞后系统总动能 碰撞过程中有机械能损失 方案2 理论论证 分类方式之一 从能量变化方面分类 二 碰撞的分类 碰撞过程中机械能守恒 碰撞过程中机械能不守恒 碰撞后两物粘合在一起 以共同速度运动 1 弹性碰撞 2 非弹性碰撞 3 完全非弹性碰撞 机械能损失最大 讨论问题一 一维弹性碰撞的碰后速度的确定 拓展与应用 例1 瑞士天王 费德勒在一次比赛中 面对迎面飞来的速度为60km h的网球 挥动球拍以70km h的速度击球 打出一记 平击球 试估算此次击球的球速 解 网球拍与网球碰撞为完全弹性 球拍质量远大于球质量 碰前球 拍接近速度60km h 70km h 130km h 碰后球 拍分离速度亦为130km h 击球后球拍速度不变 故球速为130km h 70km h 200km h 讨论问题二 碰撞过程中能量与形变量的演变 碰撞过程的 慢镜头 例2 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 b球速度的最大值发生在弹性碰撞时 所以 只有0 4v是速度可能值 分类方式之二 从碰撞速度方向分类 1 对心碰撞 正碰 2 非对心碰撞 斜碰 碰前运动速度与两球心连线处于同一直线上 碰前运动速度与两球心连线不在同一直线上 1 动量制约 2 动能制约 3 运动制约 三 碰撞规律总结 例3 在光滑水平面上 动能为e0 动量的大小为p0的小钢球1与静止的小钢球2发生碰撞 碰撞前后球1的运动方向相反 将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为e1 p1 球2的动能和动量的大小分别记为e2 p2 则必有 a e1e0d p2 p0 参考答案 d a b 守恒 不增 合理 四 微观世界碰撞现象拾零 1 中子的发现 1932年查德威克 英国 四 微观世界碰撞现象拾零 2 中子减速剂 石墨 重水 四 微观世界碰撞现象拾零 3 验证汞原子能量量子化的经典实验 弗兰克 赫兹实验 1914年 通过电子与汞原子核碰撞的能量传递 证实了原子能量处于分立的不连续状态 四 微观世界碰撞现象拾零 4 粒子加速器 基本知识点 弹性碰撞 动量 机械能守恒 非弹性碰撞 动量守恒 机械能有损失 完全非弹性碰撞 动量守恒 机械能损失最大 基本思想方法 猜想 推论 小结 对心碰撞 正碰 碰撞前后速度沿球心连线 非对心碰撞 斜碰 碰撞前后速度不共线 验证 结束语 大到茫茫宇宙 小到神秘微观 平凡到日常生活 有着形形色色 风格迥异的碰撞现象 虽然它们的运动个性十足 但都遵守两条铁的纪律 动量守恒和动