粤教版选修35 第一章第三节动量守恒定律在碰撞中的应用 课件（24张）.ppt

第三节动量守恒定律在碰撞中的应用 第一章碰撞与动量守恒 学习目标1 知道弹性碰撞的概念和特点 2 知道非弹性碰撞和完全非弹性碰撞的概念和特点 3 能用动量守恒定律和能量守恒观点分析一维碰撞问题 4 知道动量守恒定律的普遍意义 第一章碰撞与动量守恒 一 动量守恒定律的意义动量守恒定律是物理学中最常用的定律之一 它在理论探索和实际应用中均发挥了巨大的作用 二 应用动量守恒定律的解题步骤1 确定研究对象组成的系统 分析所研究的物理过程中 系统受外力的情况是否满足动量守恒定律的应用条件 2 设定 分别写出系统初 末状态的 3 根据动量守恒定律 4 解方程 统一单位后代入数值进行运算 得出结果 三 动量守恒定律和牛顿运动定律在碰撞类问题中 相互作用力往往是 过程相当复杂 很难用牛顿运动定律来求解 而应用动量守恒定律只需考虑过程的 不必涉及 所以动量守恒定律在解决各类碰撞问题中有着极其广泛的应用 正方向 总动量 列方程 变力 初 末状态 过程的细节 想一想 1666年 有人在英国皇家学会表演了如图所示的实验 把a b两个质量相等的硬木球并排挂在一起 然后把a球向左拉开 再松手 它向右回摆 到达原来的平衡位置时跟b球发生碰撞 碰撞后 a球立即停止运动 b球向右摆去 摆到与刚才a球开始回摆时差不多的高度 又向左回摆 跟a球相撞 这时b球立即停止运动 而a球向左摆去 如此往复 当时的许多科学家对这一现象百思不得其解 1668年 英国皇家学会正式悬赏征答 你能给出解释吗 提示 此为弹性碰撞 两球质量相等 速度交换 对碰撞问题的认识与理解 1 对碰撞过程的理解 1 发生碰撞的物体间一般作用力很大 作用时间很短 各物体作用前后动量变化显著 2 即使碰撞过程中系统所受合力不等于零 由于内力远大于外力 作用时间又很短 所以外力的作用可忽略 认为系统的动量是守恒的 3 若碰撞过程中没有其他形式的能转化为机械能 则系统碰后的总机械能不可能大于碰前系统机械能 4 对于弹性碰撞 碰撞前后无动能损失 对非弹性碰撞 碰撞前后有动能损失 对于完全非弹性碰撞 碰撞前后动能损失最大 5 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 认为物体在碰撞 爆炸前后仍在同一位置 3 符合实际情况 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 即v后 v前 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原来在后的物体的速度 即v前 v后 否则碰撞没有结束 如果碰前两物体相向运动 则碰后两物体的运动方向不可能都不改变 除非两物体碰撞后速度均为零 特别提醒 判断一个碰撞过程能否发生时 必须同时考虑到碰撞过程中应满足动量守恒 动能不增加及符合碰撞的速度关系等条件 不要认为满足动量守恒就能发生 单选 质量相等的a b两球在光滑水平面上沿同一直线 同一方向运动 a球的动量是7kg m s b球的动量是5kg m s 当a球追上b球发生碰撞 则碰撞后a b两球的动量可能值是 a pa 6kg m s pb 6kg m sb pa 3kg m s pb 9kg m sc pa 2kg m s pb 14kg m sd pa 4kg m s pb 17kg m s a 审题指导 对于两球的碰撞过程应考虑以下三原则 1 碰撞过程中动量守恒原则 2 碰撞后总动能不增加原则 3 碰撞后状态的合理性原则 ab 子弹打木块问题 子弹射击木块常见的两种类型 1 子弹射击自由木块 2 子弹射击固定木块 对于这两种类型 第一种最常见 对于这种类型的解题方法一般都是把子弹和木块看成一个系统 利用以下知识加以解答 系统动量守恒 系统的能量守恒 对木块和子弹分别利用动能定理 第二种类型只利用动能定理就可解决 破疑点 1 摩擦生热的条件 必须存在滑动摩擦力和相对滑行的位移 2 摩擦生热的大小 q f s 其中f是滑动摩擦力的大小 s是两个物体的相对位移 特别提醒 子弹打木块过程实际上是非弹性碰撞 特别是当子弹留在木块内随木块一起运动时 此过程为完全非弹性碰撞 即子弹打木块过程不满足机械能守恒定律 但满足能的转化和守恒定律 满足动量守恒定律 光滑的水平地面上放着一块质量为m 长度为d的木块 一个质量为m的子弹以水平速度v0射入木块 当子弹从木块中出来后速度变为v1 子弹与木块的平均摩擦力为f 求 1 子弹打击木块的过程中摩擦力对子弹做功多少 摩擦力对木块做功多少 2 子弹从木块中出来时 木块的位移为多少 3 在这个过程中 系统产生的内能为多少 思路点拨 把子弹和木块看成一个系统 利用以下知识解 答 1 系统水平方向动量守恒 2 系统的能量守恒 3 对木块和子弹分别利用动能定理 2 如图所示 质量分别为980g和1kg的木块a b用轻弹簧相连 静止于光滑水平面上 一颗质量为20g的子弹以水平速度v0 500m s击中a 并留在其中 时间极短 求 1 子弹击中a的过程中产生的内能 2 整个过程中 弹簧的最大弹性势能 答案 1 2450j 2 25j bc 名师归纳