一维弹性碰撞课件

一维弹性碰撞课件一维弹性碰撞课件1一维弹性碰撞一维弹性碰撞2碰撞的特点碰撞的特点碰撞的特点碰撞的特点1 1 1 1、时间特点时间特点时间特点时间特点：在碰撞过程中，相互作用时间：在碰撞过程中，相互作用时间：在碰撞过程中，相互作用时间：在碰撞过程中，相互作用时间很短很短很短很短；2 2 2 2、作用力特点作用力特点作用力特点作用力特点：在碰撞过程中，相互作用力即内：在碰撞过程中，相互作用力即内：在碰撞过程中，相互作用力即内：在碰撞过程中，相互作用力即内力先急剧增大，后急剧减小，平均作用力力先急剧增大，后急剧减小，平均作用力力先急剧增大，后急剧减小，平均作用力力先急剧增大，后急剧减小，平均作用力很大很大很大很大；4 4 4 4、位移特点位移特点位移特点位移特点：由于碰撞是在瞬间完成的，：由于碰撞是在瞬间完成的，：由于碰撞是在瞬间完成的，：由于碰撞是在瞬间完成的，故可以认为碰撞前后，物体故可以认为碰撞前后，物体故可以认为碰撞前后，物体故可以认为碰撞前后，物体仍在原来的仍在原来的仍在原来的仍在原来的位置位置位置位置，即位移不变。并且，其他与碰撞，即位移不变。并且，其他与碰撞，即位移不变。并且，其他与碰撞，即位移不变。并且，其他与碰撞物体相联系，但物体相联系，但物体相联系，但物体相联系，但不直接不直接不直接不直接参与碰撞的物体，参与碰撞的物体，参与碰撞的物体，参与碰撞的物体，其其其其运动状态仍保持不变运动状态仍保持不变运动状态仍保持不变运动状态仍保持不变。3 3 3 3、碰撞系统动量的特点：、碰撞系统动量的特点：、碰撞系统动量的特点：、碰撞系统动量的特点：在碰撞过程中，系统的在碰撞过程中，系统的在碰撞过程中，系统的在碰撞过程中，系统的内力远远大于外力内力远远大于外力内力远远大于外力内力远远大于外力，故即使，故即使，故即使，故即使外力之和不为零，其对系统的作用也可忽略不计，系统外力之和不为零，其对系统的作用也可忽略不计，系统外力之和不为零，其对系统的作用也可忽略不计，系统外力之和不为零，其对系统的作用也可忽略不计，系统的总动量也将的总动量也将的总动量也将的总动量也将近似守恒近似守恒近似守恒近似守恒。碰撞的特点碰撞的特点1、时间特点：在碰撞过程中，相互作用时间很短；、时间特点：在碰撞过程中，相互作用时间很短；2、3 有些碰撞碰后分开，有些碰撞碰后粘在一起；有些碰撞碰后分开，有些碰撞碰后粘在一起；个性个性:有些碰撞沿一条直线，有些碰不在一条直线上；有些碰撞沿一条直线，有些碰不在一条直线上；有些碰撞过程可能机械能守恒，有些过程机械有些碰撞过程可能机械能守恒，有些过程机械能可能不守恒能可能不守恒 有些碰撞碰后分开，有些碰撞碰后粘在一起；有些碰撞碰后分开，有些碰撞碰后粘在一起；个性个性:有有4【方案方案1 1】实验测量，间接验证实验测量，间接验证1h1v0 mv02/2【设问设问1】如何探寻两球碰如何探寻两球碰撞前后有无机械能损失？撞前后有无机械能损失？看两次摆角是否相同看两次摆角是否相同【方案【方案1】实验测量，间接验证实验测量，间接验证1h1v0 mv02/5由动量守恒定律：由动量守恒定律：碰撞前系统总动能：碰撞前系统总动能：碰撞后系统总动能：碰撞后系统总动能：碰撞过程中有机械能损失【方案方案2】：理论论证理论论证vv0m2mm 由动量守恒定律：由动量守恒定律：碰撞前系统总动能：碰撞前系统总动能：碰撞后系统总动能：碰撞后系统总动能：6分类方式之一：从能量变化方面分类分类方式之一：从能量变化方面分类(二二)碰撞的分类碰撞的分类碰撞过程中机械能守恒碰撞过程中机械能守恒碰撞过程中机械能有损失碰撞过程中机械能有损失碰撞后两物粘合在一碰撞后两物粘合在一起，以共同速度运动起，以共同速度运动1 1、弹性碰撞、弹性碰撞：2 2、非弹性碰撞、非弹性碰撞：3 3、完全非弹性碰撞：、完全非弹性碰撞：碰撞过程中碰撞过程中械能损失械能损失最大最大!分类方式之一：从能量变化方面分类分类方式之一：从能量变化方面分类(二二)碰撞的分类碰撞过程中机碰撞的分类碰撞过程中机7v1v共弹弹性性碰碰撞撞非非弹弹性性碰碰撞撞完完全全非非弹弹性性碰碰撞撞分类方式之二：看形变能否恢复v1v共弹性碰撞非弹性碰撞完全非弹性碰撞分类方式之二：看形变共弹性碰撞非弹性碰撞完全非弹性碰撞分类方式之二：看形变8三弹性碰撞的规律三弹性碰撞的规律V0静止静止ABABV1V2 由动量守恒得：由动量守恒得：m1V0=m1V1+m2V2 （1）由系统动能守恒由系统动能守恒联立联立式得：式得：三弹性碰撞的规律三弹性碰撞的规律V0静止静止ABABV1V2由动量守恒得由动量守恒得9讨论讨论:a.a.当当m m1 1m m2 2时，时，v v1 1=0;v=0;v2 2=v=v1 1(质量相等，交换速度质量相等，交换速度)b.b.当当m m1 1m m2 2时，时，v v1 10 0;v;v2 20.0.(大碰小，一起跑大碰小，一起跑)d.d.当当m m1 1m m2 2时，时，v v1 10;v0;v2 20.0.(小碰大，要反弹小碰大，要反弹)c.c.当当m m1 1m m2 2时，时，v v1 1v v1 1;v;v2 22v2v1 1e.e.当当m m1 1m m2 2时，时，v v1 1 v v1 1;v;v2 2 0 0讨论讨论:a.当当m1m2时，时，v1=0;v2=v1(质量相质量相101.物块物块m1滑到最高点位置时，二者的速度；滑到最高点位置时，二者的速度；2.物块物块m1从圆弧面滑下后，二者速度从圆弧面滑下后，二者速度3.若若m1=m2物块物块m1从圆弧面滑下后，二者速度从圆弧面滑下后，二者速度 如图如图2所示，光滑水平面上质量为所示，光滑水平面上质量为m1=2kg的物块以的物块以v0=2m/s的初速冲向质量为的初速冲向质量为m2=6kg静止的光滑圆弧面斜劈体。求：静止的光滑圆弧面斜劈体。求：例例1 v0m2m11.物块物块m1滑到最高点位置时，二者的速度；滑到最高点位置时，二者的速度；如图如图11解：解：（1）由动量守恒得）由动量守恒得m1V0=(m1+m2)V V=m1V0/(m1+m2)=0.5 m/s（2）由弹性碰撞公式）由弹性碰撞公式（3）质量相等的两物体弹性碰撞后交换速度质量相等的两物体弹性碰撞后交换速度 v1=0 v2=2m/s 解：（解：（1）由动量守恒得）由动量守恒得m1V0=(m1+m2)VV=12 v0Mm 带有带有1/4光滑圆弧轨道质量为光滑圆弧轨道质量为M的滑车静止于的滑车静止于光滑水平面上，如图示，一质量为光滑水平面上，如图示，一质量为m的小球以速度的小球以速度v0水平冲上滑车，当小球上行再返回并脱离滑车时，以水平冲上滑车，当小球上行再返回并脱离滑车时，以下说法正确的是：下说法正确的是：（）A.小球一定水平向左作平抛运动小球一定水平向左作平抛运动B.小球可能水平向左作平抛运动小球可能水平向左作平抛运动C.小球可能作自由落体运动小球可能作自由落体运动D.小球可能水平向右作平抛运动小球可能水平向右作平抛运动解解：由弹性碰撞公式：由弹性碰撞公式若若mM v1 0 小球向左作平抛运动小球向左作平抛运动 m=M v1=0 小球作自由落体运动小球作自由落体运动mM v1 0 小球水平向右作平抛运动小球水平向右作平抛运动B C D例例6、v0Mm带有带有1/4光滑圆弧轨道质量光滑圆弧轨道质量13四四.“碰撞过程碰撞过程”的制约的制约动量制约动量制约(系统动量守恒的原则系统动量守恒的原则)：即碰撞过：即碰撞过程必须受到程必须受到“动量守恒定律的制约动量守恒定律的制约”；动能制约动能制约：即在碰撞过程，碰撞双方的总动：即在碰撞过程，碰撞双方的总动能不会增加；能不会增加；运动制约运动制约：即碰撞过程还将受到运动的合理：即碰撞过程还将受到运动的合理性要求的制约性要求的制约(碰前、碰后两个物体的位置关碰前、碰后两个物体的位置关系（不穿越）和速度大小应保证其顺序合理。系（不穿越）和速度大小应保证其顺序合理。)四四.“碰撞过程碰撞过程”的制约的制约动量制约动量制约(系统动量守恒的原则系统动量守恒的原则)：即碰：即碰14