1.1物体的碰撞.ppt

1、第一章 碰撞与动量守恒,第一节 物体的碰撞,一、历史上对碰撞问题的研究,1.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。,一、历史上对碰撞问题的研究,3.近代,通过高能粒子的碰撞,发现新粒子。 （1925年，1935年，1995年，诺贝尔奖）,1.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。（1639年）,2.伽利略、马利特、 牛顿、笛卡儿、惠更斯等先后进行实验，逐渐归纳成系统理论，总结出规律。,二、生活中的各种碰撞现象,三.认识碰撞,1.碰撞定义: 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。,因此其他外力一般可以忽略不计。,2.碰

2、撞特点:,（1）相互作用时间短,（2）作用力变化快,（3）作用力峰值大,（1）正碰：物体碰撞时速度沿着连心线方向。,（2）斜碰：物体碰撞时的速度不在两球的连心线上。,从碰撞方向来分：,3.碰撞分类:,正碰 （对心碰撞）,斜碰 （非对心碰撞）,V,V,要研究碰撞问题，应从物理本质上区分各种不同的碰撞，为此，我们首先考虑碰撞前后物体能量的变化。,实验与探究：,实验1：同一高度释放不同材料制成的小球。看到反弹的高度一样吗？ 得到什么结论？那不同弹性的物体间碰撞的物理本质的区别是什么呢？ 实验2：两球碰撞（P4）点击,(1)弹性碰撞： 碰撞后形变能完全恢复,碰撞过程只产生机械能的转移，系统内没有能量损

3、失,系统动能相等.,从碰撞的能量来分：,(2)非弹性碰撞: 碰撞后形变不能完全恢复,有一部分动能最终会转变为内能,碰撞前后系统的动能不相等.,(3)完全非弹性碰撞: 是非弹性磁撞的特例，碰撞后完全不反弹。,特点：两物体碰撞后粘合在一起(或碰后具有共同的速度) ，这时系统动能损失最大。,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。,二 课堂互助探究,1下列的碰撞各属于什么碰撞： 如下图所示,光滑水平面上有质量相等的A和B两物体，B上装有一轻弹簧，B原来静止，A以速度v正对B滑行，当弹簧压缩到最短，再次复原的过程。,属于_碰撞,用细线悬挂一质量为M的木块,木块静止,如下

4、左图所示现有一质量为m的子弹自左方水平地射穿此木块,穿透前后子弹的速度分别为v0和v属于_碰撞,如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内。属于_碰撞,二 课堂互助探究,两物体 发生接触,压缩过程,形变完全恢复,形变部分恢复,形变完全不恢复,弹性碰撞 （动能守恒）,非弹性碰撞 （动能转化为内能等）,完全非弹性碰撞 （动能损失最大）,动能转化为势能或势能和内能等,势能转化为动能,内能不能逆转,内能不能逆转,从碰撞的具体运动过程来看，各种碰撞都经历了如下过程：,总结归纳,一、碰撞的定义： 二、碰撞的特点： 三、碰撞的分类： 弹性碰撞：动能没有损失（可恢

5、复） 非弹性碰撞：动能有损失（部分恢复） 完全非弹性碰撞：动能损失最大（不可恢复）,总结归纳,P3讨论与交流 是美国科学与发明杂志于本世纪30年代提出来的：“如果你左手握住一只鸡蛋不动，右手拿一只鸡蛋去撞它（两只鸡蛋一样坚硬，而且都是用同一部分互相碰撞）。问哪一只鸡蛋更容易撞破？” 这道智力测验题见报以后，编辑部收到读者来信堆积如山，答案五花八门。,美国公布的答案是：被撞破的鸡蛋多半是“运动着的蛋”，即去撞的那一只。 解释是：“鸡蛋壳的形状是曲面的，在碰撞时对那只不动的鸡蛋所加的压力，是作用在蛋壳外面的。蛋壳像一切拱形的物体一样，很能承受住从外面来的压力（外撞力），但是，作用在运动着的蛋上的力

6、，情形就完全两样了，运动着的蛋黄和蛋白，在碰撞的那一霎那，要从内部压向蛋壳。而拱形的物体抗受这种压力（内撞力）的能力是比抗受外来压力的能力（外撞力）要低得多的，因此蛋壳就破碎了。”,前苏联的答案是：两只鸡蛋被撞破的概率一样。 解释是：“想用论断来确定互撞的两只鸡蛋哪一只应该被撞破，根本是不可能的，因为在去撞和被撞的鸡蛋之间，并没有什么区别。我们不应该强调去撞的蛋是在运动，而被撞的蛋是不动的。”“说物体运动而不指出是跟哪一个物体的相对运动，那等于是一句废话。单独拿一个物体来说是无所谓运动的；要运动，至少要有两个物体相互接近或远离。刚才那一对互撞的鸡蛋都是在相同的运动状态之下的：它们在互相接近关于

7、它们的运动，我们能说的只有这些。至于碰撞的结果，却不因为我们喜欢把哪一只当作不动的哪一只当作在运动着的而有所不同。”,上面这两种不同的解释哪一个更令你满意呢？ 我们以为还是后者更有说服力。因为，按照日常生活中的打蛋方法，两只鸡蛋互相接近的速度并不快，故完全符合300多年前伽利略首先提出的“匀速运动和静止的相对性”原理，也就是说，这两只蛋的运动状态无任何区别，因而“哪一只蛋会被撞破”，对它们来说概率应当是相等的。你若是不信，不妨一试，实验的结果定会令你满意。 据说有一个名叫伊凡洛夫的倔老头为了证明他的观点被撞的那一只更容易破，竟然先后打破500只鸡蛋！,静止的鸡蛋先烂，因为动的鸡蛋于静止的鸡蛋碰撞时，由于惯性，动蛋的蛋清会对动蛋的弹壳有一定的推力，从而形成一定的缓冲，使动蛋的蛋壳受到的合外力不使很大，而静止的就不一样了，直接受到一个外界撞击力而使它破裂， 所以静止的蛋先烂。,研究撞蛋问题很有现实意义：因为在交通事故中人脑的损伤状态，与那只“运动着的蛋”颇为相似：若将人的头颅比鸡蛋，则颅骨就像蛋壳，脑浆就像蛋清，脑髓就像蛋黄。一旦头部受到强烈冲击，脑髓就要撞击头盖骨内侧，因此很容易引起脑震荡或者脑血冲；即使颅骨不破裂，脑髓也会受到损伤。一些骑摩托车