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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019-1-2,#,第,4,节,碰 撞,碰撞,视,频,一、碰撞的特点：,1,、概念：,碰撞中物体的相互作用时间极短,;,相互作用力极大，即内力远大于外力,;,总动量守恒,。,由于碰撞过程是在一瞬间发生的，时间极短，所以，在物体发生碰撞瞬间，可,忽略物体的位移,，即认为物体在碰撞、爆炸前后仍在同一位置，但速度发生了突变,【例,1,】质量,m,1,=10g,的小球在光,滑,的水平面上以,v,1,= 30cm,s,的速度向右运动，恰遇上质量,m,2,=50 g,的小球以,v,2,=10cm,s,的速度向左运动。碰撞后，小球,m,2,恰好静止。那么碰撞后小球,m,1,的速度多大,?,方向如何,?,由动量守恒，,V1,=20cm/s,，方向向左,思考：碰撞前后机械能变化吗？有没有碰撞前后机械能不变的呢？,二、弹性碰撞和非弹性碰撞,1,、概念：,如果碰撞过程中系统总动量守恒，机械能也守恒，这样的碰撞叫做,弹性碰撞撞,。,碰撞中的相互作用力是弹力、电场力，碰撞中只有物体间动能、势能的转化。,1,、弹性碰撞,:,（,1,）、弹性碰撞的实验研究,实验,1,：质量相等的两个钢球的碰撞，即,B,球静止，,A,球以某一速度碰,B,球。,实验,2,：,质量不相等的两个球（,A,球质量大于,B,球质量）,的碰撞，,B,球静止，,A,球以某一速度碰,B,球。,学生观察：,学生观察：,两球质量相等时，碰撞的特点是两球交换速度。,即：,B,球以,A,球碰前的速度运动，而,A,球静止。,被碰质量较小时，碰撞特点：,A,、,B,球向同一方向运动，且,A,球速度小于,B,球速度。,实验,3,：,质量不相等的两个球（,A,球质量大于,B,球质量）,的碰撞，,A,球静止，,B,球以某一速度碰,A,球。,学生观察：,被碰质量较大时，碰撞特点：,A,、,B,球向相反方向运动，且,B,球被反弹。,弹性碰撞研究,:,(2),、弹性碰撞规律,m,1,m,2,V,1,V,2,=0,光滑,m,1,m,2,1,、概念：,（,1,）,如果碰撞过程中统总动量守恒，机械能不守恒，这样的碰撞叫做,非弹性碰撞，,碰撞前后机械能减少，碰撞中有内能或其它形式能的产生。,2,、非弹性碰撞,:,（,2,）,若两个物体碰撞后结为一体，系统的动能减少最多，即它们相对静止，这样的碰撞叫做,完全非弹性碰撞。,如图 所示若发生完全非弹性碰撞，则有动量守恒,m,1,v,1,(,m,1,m,2,),v,；碰撞损失机械能,碰撞的规律,:,1.,遵循动量守恒定律,:,2.,能量不会增加,.,3.,符合实际情况，如碰后两者同向运动，应有,v,前,v,后，若不满足，则该碰撞过程不可能，或碰撞没有结束。,在没有外力的情况下,不是分离就是共同运动,.,内力远大于外力,.,只有弹性碰撞的动能守恒,.,总结,:,【例,2】,质量为,m,速度为,v,的,A,球，跟质量为,3m,的静止,B,球发生正碰，碰撞可能是弹性，也可能非弹性，碰后,B,球的速度可能是以下值吗？,（,A,）,0.6v (B)0.4v,(C)0.2v,解：,B,球速度的最小值发生在完全非弹性碰撞情形,由动量守恒：,B球速度的最大值发生在弹性碰撞时：,所以，只有0.4v是速度可能值,0.4v,练习,1,:,质量相等,A,、,B,两球在光滑水平桌面上沿同一直线，同一方向运动，,A,球的动量是,7kgm/s,，,B,球的动量是,5kgm/s,，当,A,球追上,B,球发生碰撞，则碰撞后两球的动量可能值是（ ）,A.p,A,=6kgm/s,p,B,=6kgm/s,B. p,A,=3kgm/s,p,B,=9kgm/s,C. p,A,=,2kgm/s,p,B,=14kgm/s,D. p,A,=,4kgm/s,p,B,=17kgm/s,分析,:,碰撞动量守恒,知,:A,B,C,都满足,.,，知,:ABC,也都满足,.,总动能不能增加,，即,得,:,只有,A,正确了,(1),在图 中，光滑水平面上的,A,物体以速度,v,去撞击静止的,B,物体，,A,、,B,两物体相距最近时，有何特点？,两物体速度必定,相等，此时弹簧最短，其压缩量最大,碰撞中的临界问题,(2),在图,中，光滑水平面上有两个带同种电荷的物体,A,、,B,，当其中一个,A,以速度,v,向静止的另一个,B,靠近的过程中,(,设,A,、,B,不会接触,),，当两者相距最近时，有何特点？,二者速度必定相等,(3),在图 中，物体,A,以速度,v,0,滑上静止在光滑水平面上的小车,B,，当,A,在,B,上滑行的距离最远时，,A,、,B,相对静止，两物体速度有何特点？,A,、,B,两物体的速度必定相等,(4),如图中，质量为,M,的滑块静止在光滑水平面上，滑块的光滑弧面底部与桌面相切，一个质量为,m,的小球以速度,v,0,向滑块滚来，设小球不能越过滑块，则小球到达滑块上,的最高点时，,两物体速度有何特点？,即小球的竖直速度为零,),，两物体的速度必定相等,(,方向为水平向右,),3,碰撞中的临界问题,相互作用的两个物体在很多情况下可当做碰撞处理，那么对相互作用中两物体相距恰“,最近,”、相距恰“,最远,”或恰上升到“,最高点,”等一类临界问题，求解的关键都是“,速度相等,”，相当于完全非弹性碰撞模型具体分析如上。,三,.,对心碰撞、非对心碰撞和散射,1,对心碰撞,如图 所示，一个运动的球与一个静止的球,碰撞，碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在,_,，碰撞之后两球的速度仍会沿着这条直线这种碰撞称为正碰，也叫,对心碰撞,图,16,4,1,同一条直线上,2,非对心碰撞,如图 所示，一个运动的,球与一个静止的球碰撞，如果碰撞之前球的运动速度与两球心的连线不在同一条直线上，碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线这种碰撞称为非对心碰撞,3,散射,(1),定义：微观粒子相互接近时并不发生直接接触而发生的碰撞,(,2),散射方向：由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很,小，,所以多数粒子碰撞后飞向四面八方,【,例,3】,如图所示，一轻质弹簧两端连着物体,A,和,B,，放在光滑的水平面上，物体,A,被水平速度为,v,0,的子弹击中，子弹嵌在其中，已知,A,的质量是,B,的质量的 子弹的质量是,B,的质量的 求：,（,1,）,A,物体获得的最大速度,.,（,2,）弹簧压缩量最大时,B,物体的速度,.,【,思路点拨,】,解答本题时应把握以下关键点：,【,自主解答,】,(1),对子弹进入,A,中的过程，由动量守恒定律得,mv,0,(m+m,A,)v,1,解得它们的共同速度，即为,A,的最大速度,(2),以子弹、,A,、,B,以及弹簧组成的系统作为研究对象，整个作用过程中总动量守恒，弹簧具有最大压缩量时，它们的速度相等，由动量守恒定律得,mv,0,=(m+m,A,+m,B,)v,2,，,解得三者的共同速度，即弹簧有最大压缩量时,B,物体的速度,答案：,(1) (2),【,互动探究,】,若子弹以及,A,、,B,质量相等均为,m,，求系统增加的内能,.,【,解析,】,子弹进入,A,的过程动量守恒,有,mv,0,=2mv,解得,v= v,0,，,之后,子弹及弹簧、,A,、,B,组成的系统相互作用过程中动量、机械能守恒,故,系统增加的内能为子弹进入木块过程中系统机械能的减少量,则,E= mv,0,2,-,2mv,2,解得,E= mv,0,2,答案,:,mv,0,2,3.,如图,所,示，质量,M,2 kg,的长木板,B,静止于光滑水平面上，,B,的右边放有竖直固定挡板，,B,的右端距离挡板,s,.,现有一小物体,A,(,可视为质点,),质量为,m,1 kg,，以初速度,v,0,6 m/s,从,B,的左端水平滑上,B,.,已知,A,与,B,间的动摩擦因数,0.2,，,A,始终未滑离,B,，,B,与竖直挡板碰前,A,和,B,已相对静止，,B,与挡板的碰撞时间极短，碰后以原速率弹回求：,(1),B,与挡板相碰时的速度大小,(2),s,的最短距离,解：,(1),设,B,与挡板相碰时的速度大小为,v,1,，由动量守恒定,律,m,v,0,(,M,m,),v,1,解得,v,1,2 m/s,(,2),A,与,B,刚好共速时,B,到达挡板，此时,s,最短，由牛顿第,二定律，,B,的加速度,
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