高中物理复习课件118个C018.碰撞.ppt

碰撞 季军南阳中学2007年7月 碰撞过程的特征 碰撞过程遵守的规律三种典型的碰撞 广义碰撞 07年1月广东省汕尾市调研测试907年苏锡常镇四市一模82007年理综宁夏卷30 d2007年理综山东卷382007年理综全国卷 242007年理综全国卷 24 碰撞 碰撞过程的特征 复习精要 一 碰撞双方相互作用的时间 t一般很短 碰撞双方相互作用的力作为系统的内力一般很大 二 碰撞的分类 1 按碰撞方向分类 正碰 斜碰 2 从碰撞过程中形变恢复情况来划分 形变完全恢复的叫弹性碰撞 形变完全不恢复的叫完全非弹性碰撞 而一般的碰撞其形变不能够完全恢复 3 从碰撞过程中机械能损失情况来划分 机械能不损失的叫弹性碰撞 机械能损失最多的叫完全非弹性碰撞 而一般的碰撞其机械能有所损失 碰撞过程中损失的动能转化为其它能量 如内能 重力势能 弹性势能 磁场能 电场能等 碰撞过程遵守的规律 三 应同时遵守三个原则 1 系统动量守恒的原则 2 物理情景可行性原则 位置不超越 3 不违背能量守恒的原则 动能不膨胀 三种典型的碰撞 四 1 弹性碰撞 碰撞全程完全没有动能损失 解以上两式可得 对于结果的讨论 当m1 m2时 v1 v20 v2 v10 质量相等的两物体弹性碰撞后 交换速度 当m1 m2 且v20 0时 v1 v10 v2 0 小物碰大物 原速率返回 当m1 m2 且v20 0时 v1 v10 v2 2v10 2 非 完全 弹性碰撞 动量守恒 动能有损失 3 完全非弹性碰撞 动能的损失达到最大限度 外部特征 碰撞后两物体连为一个整体 故有 广义碰撞 五 物体的相互作用 1 当物体之间的相互作用时间不是很短 作用不是很强烈 但系统动量仍然守恒时 碰撞的部分规律仍然适用 但已不符合 碰撞的基本特征 如 位置可能超越 机械能可能膨胀 此时 碰撞中 不合题意 的解可能已经有意义 如弹性碰撞中v1 v10 v2 v20的解 2 物体之间有相对滑动时 机械能损失的重要结论 e e内 f滑 s相 其中s相指相对路程 07年1月广东省汕尾市调研测试9 9 质量m2 9kg的物体b 静止在光滑的水平面上 另一个质量为m1 1kg 速度为v的物体a与其发生正碰 碰撞后b的速度为2m s 则碰撞前a的速度v不可能是 a 8m sb 10m sc 15m sd 20m s 解 由弹性碰撞公式 得 由完全非弹性碰撞公式 得 碰撞前a的速度v应介于10m s和20m s之间 a错 a 07年苏锡常镇四市一模8 8 如图甲所示 一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块a b相连接 并静止在光滑的水平面上 现使b瞬时获得水平向右的速度3m s 以此刻为计时起点 两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示 从图像信息可得 a 在t1 t3时刻两物块达到共同速度1m s 且弹簧都处于伸长状态 b 从t3到t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长 c 两物体的质量之比为m1 m2 1 2 d 在t2时刻a与b的动能之比为ek1 ek2 8 1 bd 2007年理综宁夏卷30 d 30 d 物理 选修3 5 在光滑的水平面上 质量为m1的小球a以速率v0向右运动 在小球的前方o点处有一质量为m2的小球b处于静止状态 如图所示 小球a与小球b发生正碰后小球a b均向右运动 小球b被在q点处的墙壁弹回后与小球a在p点相遇 pq 1 5po 假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的 求两小球质量之比m1 m2 解 从两小球碰撞后到它们再次相遇 小球a和b的速度大小保持不变 根据它们通过的路程 可知小球b和小球a在碰撞后的速度大小之比为4 1 两球碰撞过程遵守动量守恒和能量守恒 解得 2007年理综山东卷38 38 物理3 5 人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程 请按要求回答下列问题 1 卢瑟福 玻尔 查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献 请选择其中的两位 指出他们的主要成绩 卢瑟福提出了原子的核式结构模型 玻尔把量子理论引入原子模型 并成功解释了氢光谱 查德威克发现了中子 2 在可控核反应堆中需要给快中子减速 轻水 重水和石墨等常用作减速剂 中子在重水中可与核碰撞减速 在石墨中与核碰撞减速 上述碰撞可简化为弹性碰撞模型 某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰 通过计算说明 仅从一次碰撞考虑 用重水和石墨作减速剂 哪种减速效果更好 在贝克勒尔发现天然放射现象后 人们对放射线的性质进行了深入研究 下图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹 请从三种射线中任选一种 写出它的名称和一种用途 答 1为 射线 用于消除静电等 2为 射线 用于金属探伤 医院中的放疗 3为 射线 用于示踪原子 改良农作物品种等 2 解 设中子质量为mn靶核质量为m 由动量守恒定律和能量守恒 解得 在重水中靶核质量 mh 2mn 在石墨中靶核质量 mc 12mn 与重水靶核碰后中子速度较小 故重水减速效果更好 题目 2007年理综全国卷 24 24 19分 用放射源钋的 射线轰击铍时 能发射出一种穿透力极强的中性射线 这就是所谓铍 辐射 1932年 查德威克用铍 辐射 分别照射 轰击 氢和氮 它们可视为处于静止状态 测得照射后沿铍 辐射 方向高速运动的氢核和氮核的速度之比为7 0 查德威克假设铍 辐射 是由一种质量不为零的中性粒子构成的 从而通过实验在历史上首次发现了中子 假定铍 辐射 中的中性粒子与氢核或氮核发生弹性正碰 试在一考虑相对论效应的条件下计算构成铍 辐射 的中性粒子的质量 质量用原子质量单位u表示 1u等于原子质量的十二分之一 取氢核和氮核的质量分别为1 0u和14 0u 解 设构成铍 辐射 的中性粒子的质量和速度分别为m和v 氢核的质量为mh 构成铍 辐射 的中性粒子与氢核发生弹性正碰 碰后两粒子的速度分别为v 和vh 由动量守恒与能量守恒定律得 mv mv mhvh 解得 同理 对于质量为mn的氮核 其碰后速度为 由 式可得 根据题意可知 将上式与题给数据代入 式得 m 1 2u 题目 2007年理综全国卷 24 24 18分 如图所示 质量为m的由绝缘材料制成的球与质量为m 19m的金属球并挂悬挂 现将绝缘球拉至与竖直方向成 60 的位置自由释放 下摆后在最低点处与金属球发生弹性碰撞 在平衡位置附近存在垂直于纸面的磁场 已知由于磁场的阻尼作用 金属球将于再次碰撞前停在最低点处 求经过几次碰撞后绝缘球偏离竖直方向的最大角度将小于45 解 设小球m的摆线长度为l 小球m在下落过程中与m相碰之前满足机械能守恒 m和