山东省成武一中高中物理 16.4 碰撞课件 新人教版选修35.ppt

知识与技能1 会用动量守恒定律处理碰撞问题 2 掌握弹性碰撞和非弹性碰撞的区别 3 知道对心碰撞和非对心碰撞的区别 4 知道什么是散射 过程与方法体会物理规律在现实生活和科学研究中的应用 情感 态度与价值观1 提高应用物理规律解决实际问题的能力 2 体验理论来源于实践 应用于实践的乐趣 1 如果碰撞过程中机械能守恒 这样的碰撞叫做 2 如果碰撞过程中机械能不守恒 这样的碰撞叫做 3 一个运动的球与一个静止的球碰撞 如果碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在 碰撞之后两球的速度 会沿着这条直线 这种碰撞称为正碰 也叫 碰撞 4 一个运动的球与一个静止的球碰撞 如果之前球的运动速度与两球心的连线不在同一条直线上 碰撞之后两球的速度都会 原来两球心的连线 这种碰撞称为 碰撞 5 微观粒子相互接近时并不发生直接接触 因此微观粒子的碰撞又叫做 答案 1 弹性碰撞2 非弹性碰撞3 同一直线上仍然对心4 偏离非对心5 散射 知识点1弹性碰撞和非弹性碰撞1 从能量是否变化的角度 碰撞可分为两类 1 弹性碰撞 碰撞过程中机械能守恒 2 非弹性碰撞 碰撞过程中机械能不守恒 说明 碰撞后 若两物体以相同的速度运动 此时损失的机械能最大 2 弹性碰撞的规律 1 遵循的规律质量为m1的物体 以速度v1与原来静止的物体m2发生完全弹性碰撞 如图16 4 1所示 2 推论 若m1 m2 则v 1 0 v 2 v1 即质量相等的两物体发生弹性碰撞将交换速度 惠更斯早年的实验研究的就是这种情况 若m1 m2 则v 1 v1 v 2 2v1 即质量极大的物体与质量极小的静止物体发生弹性碰撞 前者速度不变 后者以前者速度的2倍被撞出去 若m1 m2 则v 1 v1 v 2 0 即质量极小的物体与质量极大的静止物体发生弹性碰撞 前者以原速度大小被反弹回去 后者仍静止 乒乓球落地反弹 台球碰到桌壁后反弹 篮球飞向篮板后弹回 都近似为这种情况 知识点2对心碰撞和非对心碰撞1 按碰撞前后 物体的运动方向是否沿同一直线 可将碰撞分为正碰和斜碰 正碰 碰撞前后 物体的运动方向在同一条直线上 也叫对心碰撞 斜碰 碰撞前后 物体的运动方向不在同一条直线上 也叫非对心碰撞 高中阶段一般只研究正碰的情况 2 正碰与弹性碰撞的区别弹性碰撞是指碰撞过程没有机械能损失的碰撞 而正碰是指碰撞前后速度方向在同一直线上的碰撞 所以正碰 弹性碰撞 知识点3散射指微观粒子之间的碰撞 由于粒子与物质微粒的碰撞并非直接接触 而是相互靠近 且发生对心碰撞的概率很小 所以多数粒子在碰撞后飞向四面八方 例1 在光滑水平面上有三个完全相同的小球 它们成一条直线 2 3小球静止 并靠在一起 1球以速度v0射向它们 如图16 4 2所示 设碰撞中不损失机械能 则碰后三个小球的速度可能是 答案 d 对应训练 一个物体静置于光滑水平面上 外面扣一质量为m的盒子 如图16 4 3所示 现给盒子一初速度v0 此后 盒子运动的v t图象呈周期性变化 如图16 4 4所示 请据此求盒内物体的质量 答案 m 碰撞过程的特点及解题依据1 碰撞过程的特点 1 时间特点 在碰撞 爆炸等现象中 相互作用时间很短 2 相互作用力特点 在相互作用过程中 相互作用力先是急剧增大 然后再急剧减小 平均作用力很大 3 动量守恒条件特点 系统的内力远远大于外力 所以 系统即使所受外力之和不为零 外力也可以忽略 系统的总动量守恒 4 位移特点 碰撞 爆炸过程是在一瞬间发生的 时间极短 所以 在物体发生碰撞 爆炸的瞬间 可忽略物体的位移 可以认为物体在碰撞 爆炸前后仍在同一位置 5 能量特点 碰撞过程中 一般伴随着机械能的损失 碰撞后系统的总动能要小于或等于碰撞前系统的总动能 即 3 速度要符合物理情景 如果碰前两物体同向运动 则后面的物体速度必大于前面物体的速度 否则无法实现碰撞 碰撞后 原来在前的物体的速度一定增大 且原来在前的物体速度大于或等于在后的物体的速度 否则碰撞没有结束 例2 甲 乙两球在光滑水平轨道上同向运动 已知它们的动量分别是p甲 5kg m s p乙 7kg m s 甲追上乙并发生碰撞 碰后乙球的动量变为p乙 10kg m s 则两球质量m甲 m乙的关系可能是 a m乙 m甲b m乙 2m甲c m乙 4m甲d m乙 6m甲 答案 c 解析 方法一甲 乙两球碰撞前后动量守恒 且动能不增加 由碰撞中动量守恒定律求得p 甲 2kg m s 要使甲追上乙 应该满足v甲 v乙 碰撞类问题的拓展探究碰撞的物理特征是相互作用时间短暂 作用力大 相互作用的两个物体在很多情况下可当作碰撞处理 比如各种打击现象 车辆的挂接 绳的绷紧过程等 那么对相互作用中两物体相距恰 最近 相距恰 最远 或恰上升到 最高点 等一类临界问题 求解的关键都是 速度相等 具体分析如下 1 如图16 4 5所示 光滑水平面上的a物体以速度v去撞击静止的b物体 a b两物体相距最近时 两物体速度必定相等 此时弹簧最短 其压缩量最大 2 如图16 4 6所示 物体a以速度v0滑到静止在光滑水平面上的小车b上 当a在b上滑行的距离最远时 a b相对静止 a b两物体的速度必定相等 3 如图16 4