人教版选修35 碰撞 课件 （共24 张）.ppt

引入 碰撞 两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非常大的相互作用 特点 相互作用时间短 作用力变化快和作用力的峰值大 因此其他外力可以忽略不计 第四节碰撞 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 打台球 一 生活中的各种碰撞现象 撞车 拳击 二 弹性碰撞和非弹性碰撞探究 在本章第一节开始的演示中 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 说明这个碰撞过程中没有能量损失 碰撞过程能量守恒 碰撞过程中能量总是守恒的吗 下面分析一个例子 如图 两个物体的质量都是m 碰撞以前一个物体静止 另一个以速度v向它撞去 碰撞以后两个物体粘在一起 成为一个质量为2m的物体 以速度v 继续前进 这个碰撞过程中能量 总动能 守恒吗 科学探究过程 理论探究 方法 先根据动量守恒定律求出碰撞后的共同速度v 用v表示它 然后分别计算碰撞前后的总动能 碰撞过程中动量守恒mv 0 2mv 得v v 2碰前动能 ek 碰撞过程中动量守恒 动能不守恒 碰后动能 1 弹性碰撞在弹性力作用下 碰撞过程只产生机械能的转移 系统内无机械能的损失的碰撞 称为弹性碰撞 举例 通常情况下的钢球 玻璃球等坚硬物体之间的碰撞及分子 原子等之间的碰撞皆可视为弹性碰撞 2 非弹性碰撞 1 非弹性碰撞 受非弹性力作用 使部分机械能转化为内能的碰撞称为非弹性碰撞 2 完全非弹性碰撞 是非弹性碰撞的特例 这种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 注意 碰撞后发生永久性形变 粘在一起 摩擦生热等的碰撞往往为非弹性碰撞 一维弹性碰撞的碰后速度公式的推导 动量守恒 能量守恒 联立 式得 讨论 1 若m1 m2 质量相等的两物体 弹性碰撞后交换速度 2 若m1 m2 3 若m1 m2 碰撞后第一个物体被撞了回去 以原来的速率向反方向运动 而第二个物体仍然静止 碰撞后第一个物体的速度没有变化 而第二个物体以2v0的速度被撞出去 4 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v1 和v2 分别是多大 将a和b看作系 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 由动量和能量关系又可得出 由动量和能量关系又可得出 碰撞后b相对于a的速度与碰撞前b相对于a的速度大小相等 方向相反 碰撞后a相对于b的速度与碰撞前a相对于b的速度大小相等 方向相反 三 对心碰撞和非对心碰撞1 对心碰撞两球碰撞时 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 这种碰撞称为对心碰撞 也叫正碰 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 非对心碰撞两球碰撞时 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 这种碰撞称为非对心碰撞 也叫斜碰 斜碰也遵循动量守恒定律 但情况较复杂 是平面内的二维问题 方法一 矢量作图法方法二 计算法 v 1 思考 若通过计算的方法 怎么计算 还需要哪些条件 四 散射1 散射 在粒子物理和核物理中 常常使一束粒子射入物体 粒子与物体中的微粒碰撞 这些微观粒子相互接近时并不发生直接接触 这种微观粒子的碰撞叫做散射 由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小 所以多数粒子在磁撞后飞向四面八方 微观粒子之间的碰撞通常被视为完全弹性碰撞 遵从动量守恒及前后动能相等 目标检测 1 光滑水平面上的两个物体发生碰撞 下列情形可能成立的是 a 碰撞后系统的总动能比碰撞前小 但系统的总动量守恒b 碰撞前后系统的总动量均为零 但系统的总动能守恒c 碰撞前后系统的总动能均为零 但系统的总动量不为零d 碰撞前后系统的总动量 总动能均守恒 2 在光滑水平面上 动能为e0 动量大小为p0的小球a与静止的小球b发生正碰 碰撞后a球的运动方向与原来相反 将碰撞后a球的动能和动量大小分别记为e1 p1 b球的动能和动量大小分别记为e2 p2 则必有 a e0 e1b e0 e2c p0 p1d p0 p2 3 长度1m的轻绳下端挂着一质量为9 99kg的沙袋 一颗质量为10g的子弹以500m s的速度水平射入沙袋 求在子弹射入沙袋后的瞬间 悬绳的拉力是多大 设子弹与沙袋的接触时间很短 g取10m s2 f 102 5n 4 07 宁夏 在光滑的水平面上 质量为m1的小球a以速度vo向右运动 在小球a的前方o点有一质量为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