人教版選修35 碰撞 課件 （共24 張）.ppt

引入 碰撞 兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體在相遇的極短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生非常大的相互作用 特點(diǎn) 相互作用時(shí)間短 作用力變化快和作用力的峰值大 因此其他外力可以忽略不計(jì) 第四節(jié)碰撞 歷史上對(duì)碰撞物體的研究最早發(fā)表有關(guān)碰撞問(wèn)題研究成果的是布拉格大學(xué)校長(zhǎng) 物理學(xué)教授馬爾西 m marci 1595 1667 他在1639年發(fā)表的 運(yùn)動(dòng)的比例 中得出一些碰撞的結(jié)論 隨后著名的物理學(xué)家如伽利略 馬略特 牛頓 笛卡爾 惠更斯等都先后進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)總結(jié)出碰撞規(guī)律 為動(dòng)量守恒定律的建立奠定了基礎(chǔ) 打臺(tái)球 一 生活中的各種碰撞現(xiàn)象 撞車(chē) 拳擊 二 彈性碰撞和非彈性碰撞探究 在本章第一節(jié)開(kāi)始的演示中 一個(gè)鋼球與另一個(gè)靜止的鋼球相碰 如果兩個(gè)鋼球的質(zhì)量相等 第一個(gè)鋼球停止運(yùn)動(dòng) 第二個(gè)鋼球能擺到同樣的高度 說(shuō)明這個(gè)碰撞過(guò)程中沒(méi)有能量損失 碰撞過(guò)程能量守恒 碰撞過(guò)程中能量總是守恒的嗎 下面分析一個(gè)例子 如圖 兩個(gè)物體的質(zhì)量都是m 碰撞以前一個(gè)物體靜止 另一個(gè)以速度v向它撞去 碰撞以后兩個(gè)物體粘在一起 成為一個(gè)質(zhì)量為2m的物體 以速度v 繼續(xù)前進(jìn) 這個(gè)碰撞過(guò)程中能量 總動(dòng)能 守恒嗎 科學(xué)探究過(guò)程 理論探究 方法 先根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出碰撞后的共同速度v 用v表示它 然后分別計(jì)算碰撞前后的總動(dòng)能 碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒mv 0 2mv 得v v 2碰前動(dòng)能 ek 碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒 動(dòng)能不守恒 碰后動(dòng)能 1 彈性碰撞在彈性力作用下 碰撞過(guò)程只產(chǎn)生機(jī)械能的轉(zhuǎn)移 系統(tǒng)內(nèi)無(wú)機(jī)械能的損失的碰撞 稱(chēng)為彈性碰撞 舉例 通常情況下的鋼球 玻璃球等堅(jiān)硬物體之間的碰撞及分子 原子等之間的碰撞皆可視為彈性碰撞 2 非彈性碰撞 1 非彈性碰撞 受非彈性力作用 使部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的碰撞稱(chēng)為非彈性碰撞 2 完全非彈性碰撞 是非彈性碰撞的特例 這種碰撞的特點(diǎn)是碰后粘在 起 或碰后具有共同的速度 其動(dòng)能損失最大 注意 碰撞后發(fā)生永久性形變 粘在一起 摩擦生熱等的碰撞往往為非彈性碰撞 一維彈性碰撞的碰后速度公式的推導(dǎo) 動(dòng)量守恒 能量守恒 聯(lián)立 式得 討論 1 若m1 m2 質(zhì)量相等的兩物體 彈性碰撞后交換速度 2 若m1 m2 3 若m1 m2 碰撞后第一個(gè)物體被撞了回去 以原來(lái)的速率向反方向運(yùn)動(dòng) 而第二個(gè)物體仍然靜止 碰撞后第一個(gè)物體的速度沒(méi)有變化 而第二個(gè)物體以2v0的速度被撞出去 4 若在一光滑水平面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1 m2的剛性小球a和b 以初速度v1 v2運(yùn)動(dòng) 若它們能發(fā)生碰撞 為一維彈性碰撞 碰撞后它們的速度分別為v1 和v2 分別是多大 將a和b看作系 碰撞過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒 彈性碰撞中沒(méi)有機(jī)械能損失 若v2 0時(shí) 結(jié)論與前面的是否相同 由動(dòng)量和能量關(guān)系又可得出 由動(dòng)量和能量關(guān)系又可得出 碰撞后b相對(duì)于a的速度與碰撞前b相對(duì)于a的速度大小相等 方向相反 碰撞后a相對(duì)于b的速度與碰撞前a相對(duì)于b的速度大小相等 方向相反 三 對(duì)心碰撞和非對(duì)心碰撞1 對(duì)心碰撞兩球碰撞時(shí) 碰撞之前球的運(yùn)動(dòng)速度與兩球心的連線(xiàn)在同 條直線(xiàn)上 碰撞之后兩球的速度仍沿著這條直線(xiàn) 這種碰撞稱(chēng)為對(duì)心碰撞 也叫正碰 注意 發(fā)生對(duì)心碰撞的兩個(gè)物體 碰撞前后的速度都沿同一條直線(xiàn) 它們的動(dòng)量也都沿這條直線(xiàn) 在這個(gè)方向上動(dòng)量守恒 2 非對(duì)心碰撞兩球碰撞時(shí) 碰撞之前的運(yùn)動(dòng)速度與兩球心的連線(xiàn)不在同 條直線(xiàn)上 碰撞之后兩球的速度都會(huì)偏離原來(lái)兩球心的連線(xiàn) 這種碰撞稱(chēng)為非對(duì)心碰撞 也叫斜碰 斜碰也遵循動(dòng)量守恒定律 但情況較復(fù)雜 是平面內(nèi)的二維問(wèn)題 方法一 矢量作圖法方法二 計(jì)算法 v 1 思考 若通過(guò)計(jì)算的方法 怎么計(jì)算 還需要哪些條件 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體 粒子與物體中的微粒碰撞 這些微觀粒子相互接近時(shí)并不發(fā)生直接接觸 這種微觀粒子的碰撞叫做散射 由于粒子與物質(zhì)微粒發(fā)生對(duì)心碰撞的概率很小 所以多數(shù)粒子在磁撞后飛向四面八方 微觀粒子之間的碰撞通常被視為完全彈性碰撞 遵從動(dòng)量守恒及前后動(dòng)能相等 目標(biāo)檢測(cè) 1 光滑水平面上的兩個(gè)物體發(fā)生碰撞 下列情形可能成立的是 a 碰撞后系統(tǒng)的總動(dòng)能比碰撞前小 但系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒b 碰撞前后系統(tǒng)的總動(dòng)量均為零 但系統(tǒng)的總動(dòng)能守恒c 碰撞前后系統(tǒng)的總動(dòng)能均為零 但系統(tǒng)的總動(dòng)量不為零d 碰撞前后系統(tǒng)的總動(dòng)量 總動(dòng)能均守恒 2 在光滑水平面上 動(dòng)能為e0 動(dòng)量大小為p0的小球a與靜止的小球b發(fā)生正碰 碰撞后a球的運(yùn)動(dòng)方向與原來(lái)相反 將碰撞后a球的動(dòng)能和動(dòng)量大小分別記為e1 p1 b球的動(dòng)能和動(dòng)量大小分別記為e2 p2 則必有 a e0 e1b e0 e2c p0 p1d p0 p2 3 長(zhǎng)度1m的輕繩下端掛著一質(zhì)量為9 99kg的沙袋 一顆質(zhì)量為10g的子彈以500m s的速度水平射入沙袋 求在子彈射入沙袋后的瞬間 懸繩的拉力是多大 設(shè)子彈與沙袋的接觸時(shí)間很短 g取10m s2 f 102 5n 4 07 寧夏 在光滑的水平面上 質(zhì)量為m1的小球a以速度vo向右運(yùn)動(dòng) 在小球a的前方o點(diǎn)有一質(zhì)量為m2的小球b處于靜止?fàn)顟B(tài) 如圖所示 小球a與小球b發(fā)生正碰后小球a b均向右運(yùn)動(dòng) 小球b被在q點(diǎn)處的墻壁彈回后與小球