第01节物体的碰撞

1、1.1物体的碰撞,一、生活中的各种碰撞现象,打台球,汽车碰撞实验,打桩机打桩,钉钉子,飞鸟撞飞机,拳击,打网球,二、碰撞的特点,1、相互作用时间极短。,、相互作用力极大，即内力远大于外力，遵循动量守恒定律。,、碰前总动能大于或等于碰后总动能， 即EK EK2。,（1）按运动形式,对心碰撞（正碰）：碰撞前后，物体的运动方向在同一直线上。,非对心碰撞（斜碰）：碰撞前后，物体的运动方向不在同一直线上。,三、碰撞的分类,（2）按能量的转化关系：,EK= EK2 （能够完全恢复形变）,EK EK2（不能够完全恢复形变）,EK损失最大（粘合在一起运动）,例1、一个质量为2kg的小球A以 V0=3m/s的速

2、度与一个静止的、质量为1kg的小球B正碰，试根据一下数据，分析碰撞性质： （1）碰后小球A、B的速度均为2m/s （2）碰后小球A的速度为1m/s，小球B的速度为4m/s,针对训练1：甲、乙两滑块,质量分别为3m和m,以相同速率v在光滑面上相向运动,发生碰撞.碰撞后,甲滑块静止不动,乙滑块反向运动，且速度大小为2v，那这次碰撞是（ ） A、弹性碰撞 B.非弹性碰撞 C.完全非弹性碰撞 D.条件不足，无法确定.,非弹性碰撞,弹性碰撞,A,动量 动量定理,一、冲量 1.定义：物体受到的力与力的作用时间的乘积 2.定义式：I=Ft 3.单位：牛秒（Ns） 4.矢量：与力的方向相同 二、动量 1.定义

3、：物体的质量m和速度v的乘积 2.公式：p=mv 3.单位：千克米/秒（kgm/s) 4. 矢量性：动量的方向与速度方向相同 动量的大小就具有了正负 5. 瞬时性：因为速度具有瞬时性,三、动量的变化量：末动量与初动量的差 PP2P1（矢量式） 1、初动量、末动量在同线时，规定正方向，进2、初动量、末动量不同线时，用平行四边形法则求矢量代数运算. 3、矢量：与速度变化的方向相同,例2、羽毛球是速度较快的球类运动之一,运动员扣杀羽毛球的速度可达342km/h，假设球飞来的速度为90km/h，运动员讲球以342km/h的速度反向击回。设羽毛球的质量为5g,试求： （1）运动员击球过程中羽毛球的动量变

4、化量 （2）在运动员的这次扣杀中，羽毛球的速度变化、动能变化各是多少？,针对训练2：质量为0.5kg的物体，运动速度为3m/s，它在一个变力作用下速度变为7m/s，方向和原来方向相反，则这段时间内动量的变化量为（） A5kg.m/s，方向与原运动方向相反 B5kg.m/s，方向与原运动方向相同 C2kg.m/s，方向与原运动方向相反 D2kg.m/s，方向与原运动方向相同,A,四、动量定理 1、内容：物体所受合外力的冲量等于物体动量的改变量 2、公式：Ft=mv-mv 3、理解： （1）矢量式，规定正方向 （2）动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因 （3）公式中的F是物体所受的合外力，若

5、合外力的变力，则F应是合外力在作用时间内的平均值,例3、在水平力F=30N的作用力下,质量m=5Kg的物体由静止开始沿水平面运动.已知物体与水平面间的动摩擦因素为0.2，若力F在作用6s后撤去,求此时的速度；撤去F后物体还能向前运动多长时间才停止?（g=10m/s2）,针对训练3、质量为m=70kg的撑杆跳高运动员从h=5.0m高处落到海绵垫上，经t1=1s后停止，则该运动员身体受到的平均冲力为_N，如果是落到普通沙坑中，经t2=0.1s停下，则沙坑对运动员的平均冲力为_N(取g=10m/s2),动量守恒定律,内力： 外力：,系统：,基本概念,由相互作用的物体组成,系统中各物体间的相互作用力,

6、外部其他物体对系统的作用力,1、如果某个物体不受外力作用或者所受外力之和为零，这个物体的动量有没有变化？ 2、对于相互作用的物体组成研究系统, 是不是也是这样呢?,情景问题,两个小球在光滑水平面上碰撞,理论推导,碰撞时1球和2球所受平均作用力分 别是F1和F2,作用时间t,对1球,对2球,由牛顿第三定律：F1t= - F2t,即,得,或,结论：,相互作用的物体所组成的系统，如果不受外力的作用，或它们所受外力和为零，则系统的总动量保持不变。这个结论叫做,动量守恒定律,用数学表达式表示为： F外 = 0时， p= p,适用条件： 1. 系统不受外力； 2. 系统受外力，但外力的矢量和为零； 3.

7、系统所受合外力不为零, 但内力远远大 于外力； 4. 当系统在某个方向满足上述三点一, 则 这个方向上动量守恒,二、矢量性：动量守恒定律是一个矢量,1. 小到微观粒子，大到天体 2. 不仅适用于低速运动，适用于高速运动,三、相对性：动量守恒定律表达式中所有物理量均为同一参考系对应的值。,五、普适性：动量守恒定律适用范围,对动量守恒定律的理解,一、系统性：两个或两个以上的系统,四、同时性：v1、 v2指碰撞前的速度 v1、v2指碰撞后的速度,小结,动量守恒定律,基本概念,动量守恒定律,系统：由相互作用的物体组成 内力：系统中各物体间的相互作用力 外力：外部其他物体对系统的作用力,内容：一个系统不受外力或外力之和为 零, 系统的总动量保持不变. 表达式： 条件: 系统不受外力或所受外力之和为零,1. 小到微观粒子，大到天体 2. 不仅适用于低速运动，也 适用于高速运动,适应范围：,动量守恒定律简单应用,【例】质量mA=2Kg的小球A以VA=10m/s的速度与质量mB=4Kg