碰撞的幾種類型.ppt

1、碰 撞,碰撞,一碰撞的幾種類型 二彈性碰撞公式 三、對(duì)彈性碰撞公式討論 例1 例2 例3 四、碰撞問題的解應(yīng)同時(shí)遵守三個(gè)原則 例4 例5 例6 例7 2005年全國卷/25,一碰撞的幾種類型：,1. 完全彈性碰撞動(dòng)量守恒，動(dòng)能守恒,2. 完全非彈性碰撞動(dòng)量守恒，動(dòng)能損失 最大（以共同速度運(yùn)動(dòng)），動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其它能量， 如內(nèi)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、磁場(chǎng)能、電場(chǎng)能等。,3. 非彈性碰撞動(dòng)量守恒，動(dòng)能有損失,二彈性碰撞公式,由動(dòng)量守恒得：,m1V0= m1V1 + m2V2 （1）,由系統(tǒng)動(dòng)能守恒,聯(lián)立式得：,三、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

2、m2,3. 若m1 m2,4. 若A、B兩物分別以v1、v2運(yùn)動(dòng) 則,質(zhì)量相等的兩物體彈性碰撞后交換速度仍成立.,1.物塊m1滑到最高點(diǎn)位置時(shí)，二者的速度； 2.物塊m1從圓弧面滑下后，二者速度 3.若m1= m2物塊m1從圓弧面滑下后，二者速度,如圖2所示，光滑水平面上質(zhì)量為m1=2kg的物塊以v0=2m/s的初速?zèng)_向質(zhì)量為m2=6kg靜止的光滑圓弧面斜劈體。求：,例1,解：（1）由動(dòng)量守恒得,m1V0=(m1+m2)V,V= m1V0 / (m1+m2) =0.5 m/s,（2）由彈性碰撞公式,（3）質(zhì)量相等的兩物體彈性碰撞后交換速度, v1 = 0 v2=2m/s,例2,在豎直向上的勻強(qiáng)

3、磁場(chǎng)中有兩根光滑水平平行導(dǎo)軌,其上放置兩根平行導(dǎo)體棒a、b，質(zhì)量分別為m1 m2， b棒開始靜止，a棒以初速度V0向右運(yùn)動(dòng)，求最后兩棒的速度各是多少？,解：兩棒只受相互作用的磁場(chǎng)力，且始終大小相等，方向相反，因此動(dòng)量守恒。,由 m1V0= (m1+m2) V,得 V=m1V0 / (m1+m2),例3,將兩條完全相同的磁鐵(磁性極強(qiáng))分別固定在質(zhì)量相等的小車在同一直線上相向運(yùn)動(dòng)，水平面光滑，開始時(shí)甲車速度大小為3米/秒，乙車速度大小為2米/秒， (如圖所示),1. 當(dāng)兩車的速度相同時(shí)，速度為_米/秒， 方向_。,2. 當(dāng)甲車的速度為2米/秒(向左)時(shí)，乙車速度為_米/秒，方向_。,3. 當(dāng)甲車

4、的速度為零時(shí)，乙車速度為_米/秒， 方向_。,0.5,向右,3,向右,1,向右,四、碰撞問題的解應(yīng)同時(shí)遵守三個(gè)原則：,1. 系統(tǒng)動(dòng)量守恒的原則,3. 物理情景可行性原則,2. 不違背能量守恒的原則,例4,A C,如圖所示，在光滑的水平面上，有一質(zhì)量為m1 =20千克的小車，通過幾乎不可伸長(zhǎng)的輕繩與質(zhì)量m2 =25千克的足夠長(zhǎng)的拖車連接。質(zhì)量為m3 =15千克的物體在拖車的長(zhǎng)平板上，與平板間的摩擦系數(shù)=0.2，開始時(shí)，物體和拖車靜止，繩未拉緊，小車以3米/秒的速度向前運(yùn)動(dòng)。求：(a)三者以同一速度前進(jìn)時(shí)速度大小。(b)到三者速度相同時(shí)，物體在平板車上移動(dòng)距離。,例5,解：1. 對(duì)m1m2m3三者

5、，系統(tǒng)動(dòng)量守恒,(m1m2m3)V共m1v0,V共=1m/s,2. 繩子拉緊時(shí)， m1和m2碰撞，對(duì)m1m2二者 動(dòng)量守恒,(m1m2 )V12m1v0,V12 4/3 m/s,接著，m3在m2上相對(duì)滑動(dòng)，由能量守恒,帶有1/4光滑圓弧軌道質(zhì)量為M的滑車靜止于光滑水平面上，如圖示，一質(zhì)量為m的小球以速度v0水平?jīng)_上滑車，當(dāng)小球上行再返回并脫離滑車時(shí)，以下說法正確的是： （ ） A.小球一定水平向左作平拋運(yùn)動(dòng) B.小球可能水平向左作平拋運(yùn)動(dòng) C.小球可能作自由落體運(yùn)動(dòng) D.小球可能水平向右作平拋運(yùn)動(dòng),解：由彈性碰撞公式,若mM v1 0 小球向左作平拋運(yùn)動(dòng),m=M v1 = 0 小球作自由落體運(yùn)

6、動(dòng),mM v1 0 小球水平向右作平拋運(yùn)動(dòng),B C D,例6、,如圖所示半徑為1米的半圓槽質(zhì)量M為2千克.置于光滑水平面上,其左邊有木樁擋著.今有質(zhì)量m為1千克的小球,自離槽口 高4米處山靜止落下,與圓弧槽相切進(jìn)入槽內(nèi),在運(yùn)動(dòng)過程中圓弧槽最大速率是多少？,“上當(dāng)”解法: 小球開始與槽接觸要抵達(dá)最低點(diǎn)過程中，木樁對(duì)槽有作用力，小球與槽組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒球在最低點(diǎn)開始向右側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí),槽離開擋板，此后系統(tǒng)水平動(dòng)量守恒，球到達(dá)槽口時(shí)其速度水平分量恰好跟槽速度相同，豎直分量使球向上升起，當(dāng)球離開槽口拋出，此時(shí)槽的速度達(dá)最大值V設(shè)v為球到達(dá)槽底時(shí)的速度，則有：,mg(R+h)=1/2mv2,mv =(m+

7、M)V,解得: v=10m/s V=mv/(m+M)= 3.33m/s,例7、,“上當(dāng)分析: 球從槽口飛出后做斜向上拋運(yùn)動(dòng)；槽做勻速直線運(yùn)動(dòng)，球的水平分速度與槽的速度相同，故槽始終在球的正下方，球最后落在槽口, 如圖d . 球從槽口滾到槽最低點(diǎn)過程，球給槽的壓力再次使槽加速，球達(dá)到槽最低點(diǎn)時(shí)槽速度才最大，如圖 e.,正確解法: 設(shè)槽最大速度為Vm，從圖 a狀態(tài)到圖 e狀態(tài)，系統(tǒng)不僅水平方向動(dòng)量守恒，動(dòng)能也守恒，故有,mv=mv +MVm (1),1/2mv2 =1/2mv2+1/2MVm2 (2),解得 Vm=6.67m/s v = -3.33m/s,2005年全國卷/25.,25（20分） 質(zhì)量為M的小物塊A靜止在離地面高h(yuǎn)的水平桌面的邊緣，質(zhì)量為m的小物塊B沿桌面向A運(yùn)動(dòng)并以速度v0與之發(fā)生正碰（碰撞時(shí)間極短）。碰后A離開桌面，其落地點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)的水平距離為L(zhǎng)。碰后B反向運(yùn)動(dòng)。求B后退的距離。已知B與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。重力加速度為g