高中物理 第一章 第一节 物体的碰撞配套辅导与检测课件 粤教版选修35.ppt

第一节物体的碰撞 1 了解历史上对碰撞问题的研究过程 2 知道生活中各种各样的碰撞形式 3 知道弹性碰撞和非弹性碰撞 4 能正确表达弹性碰撞和非弹性碰撞的特征 会用能量守恒的关系分析弹性碰撞和非弹性碰撞现象 碰撞是自然界中常见的现象 比如 在日常生活中 有不少这样的事例 跳远时要跳在沙坑里 跳高时在下落处要放海绵垫子 从高处往下跳 落地后双腿往往要弯曲 乘坐汽车要系好安全带等 这样做的目的是什么呢 而在某些情况下 我们又不希望这样 比如我们是用铁锤钉钉子而不用橡胶做的锤子 这些现象中的原因是什么呢 通过我们今天的学习来探究其中的奥秘 碰撞既然是自然界中常见的现象 那么又应遵循什么规律呢 一 历史上对碰撞问题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 他在1639年发表的著作 中得出了一些碰撞的结论 随后 著名的物理学家如伽利略 马略特 牛顿 笛卡儿 惠更斯等都先后进行了一系列的实验 二 生活中的各种碰撞1 两个或两个以上有 的物体相遇时 在很短的时间内它们的 发生显著变化 这种物体间相互作用的过程叫做碰撞 运动的比例 马尔西 运动状态 相对速度 2 两个小球碰撞时的速度 方向 称为正碰 两个小球碰撞前的相对速度 上 称为斜碰 三 弹性碰撞和非弹性碰撞1 任何两个小球碰撞时都会发生形变 若两球碰撞后形变能完全恢复 则没有 碰撞前后两小球构成的系统的 相等 这种碰撞称为完全弹性碰撞 2 若两球碰撞后它们的形变不能完全恢复原状 碰撞前后系统的 不再相等 这种碰撞称为非弹性碰撞 不在连心线 沿着连心线 动能 能量损失 动能 生活中的各种碰撞现象 两个或两个以上有相对速度的物体相遇时 在很短的时间内它们的运动状态发生显著变化 这种物体间相互作用的过程叫做碰撞 若两个小球碰撞时的速度沿着连心线方向为正碰 两个小球碰撞前的相对速度不在连心线上为斜碰 碰撞现象具有如下的特征 相互作用时间短 作用力变化快和作用力相当大 因而其他外力可以忽略不计 其变化规律复杂 与碰撞时物体的速度 材料性质 接触表面情况有关 1 两个穿孔小球用细线连接起来 中间夹有一根已被压缩的弹簧 如右下图所示 剪开细线 小球将分别向两侧弹开 这种现象是否也属于物体的碰撞 生活中有没有类似的实例 解析 a b两物体被弹开也是碰撞 因为a b两个物体在细线被剪开的极短时间内被弹开 产生很大的相互作用 它具有相互作用时间短 作用力变化快和作用力峰值大等特点 在这瞬间木块与地面间的摩擦力与弹簧中的弹力比起来可以忽略不计 生活中类似的事例很多 如 机车启动时对拖牟的突然拉动 炸弹的爆炸等 弹性碰撞与非弹性碰撞 弹性碰撞 碰撞时产生弹性形变 碰撞后形变完全消失 碰撞过程没有动能损失 非弹性碰撞 碰撞时产生的形变有部分恢复 此时系统动能有部分损失 完全非弹性碰撞 碰撞后物体粘结成一体或相对静止 即相互碰撞时产生的形变一点没有恢复 碰撞后相互作用的物体具有共同速度 系统的动能不守恒 此时损失的最多 下列说法正确的是 a 能量守恒的碰撞是弹性碰撞b 弹性碰撞时机械能守恒c 正碰是弹性碰撞d 斜碰一定是非弹性碰撞 解析 能量守恒定律是普遍规律 能量在转化过程中能量也守恒 但不一定动能不变 所以选项a错误 弹性碰撞时产生弹性形变 碰撞后形变完全消失 碰撞过程没有动能损失 机械能守恒 所以选项b正确 正碰是对心碰撞 但不一定是弹性碰撞 斜碰也不一定是非弹性碰撞 所以选项c d错误 答案 b 1 在光滑的水平地面上有两个相同的弹性小球a b 质量都为m 现b球静止 a球向b球运动 发生弹性碰撞 两球压缩最紧时的弹性势能为ep 动能为ek 则碰前a球的速度等于 课堂训练 解析 物体发生弹性碰撞时 系统的机械能守恒 故mv2 ek ep解得 v 答案 b 1 下列说法正确的是 a 两钢球碰撞后分开属于弹性碰撞b 飞鸟撞飞机后一起运动属于弹性碰撞c 守株待兔 中兔子撞上树桩属于完全非弹性碰撞d 雨滴下落与地面的碰撞属于弹性碰撞 基础达标 解析 碰撞时产生弹性形变 碰撞后形变完全消失的是弹性碰撞 a正确 碰撞时产生的形变不能恢复的是非弹性碰撞 b d错误 碰撞后物体粘结成一体或相对静止 碰撞后相互作用的物体具有共同速度 是完全非弹性碰撞 c错误 答案 a 2 如右图所示 p物体与一个连着弹簧的q物正碰 碰后p物静止 q物以p碰前的速度v离开 已知p与q质量相等 弹簧质量不计 则当弹簧被压缩至最短时 下面的结论正确的是 a p的速度恰好为0b p与q具有相同的速度c q刚开始运动d p的全部动能转变为弹性势能 解析 由图可知 物体的碰撞是弹性碰撞 当弹簧压缩到最短时 p与q具有相同的速度 所以选项b正确 答案 b 3 大小相等 质量不同的两个球1 2在光滑水平面上相撞 1球质量是2球质量的4倍 1球以2m s的速度与静止的2球碰撞 碰撞后1球沿原方向运动速度大小是1 5m s 2球的速度为2m s 你能判断出大球和小球的碰撞是何种碰撞吗 请说明理由 能力提升 解析 两球总机械能为e前 ek1 ek2 4m 22 0 8m碰后 两球总机械能为e后 e k1 e k2 4m 1 52 m 22 m e前 e后答案 碰后总机械能减小 可知此碰撞属于非弹性碰撞 4 如右图所示 质量相同的a球和b球 a球用绳吊起 b球放在悬点正下方的光滑水平面上 现将a球拉到高h处由静止释放 摆到最低点时与b球碰撞 碰后两球粘在一起共同上摆 上摆的最大高度为h 4 求在两球发生碰撞过程中 两小球的内能一共增加了多少 解析 两球发生完全非弹性碰撞 动能损失转化为内能 碰撞之前的动能等于a球原来的重力势能mgh 碰撞之后系统的动能等于ab系统的动能即上升到最大高度处的重力势能 所以系统损失的动能为mgh 根据能量守恒有 内能增加