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成才之路 物理,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 选修3-5,动量守恒定律,第十六章,第四节 碰 撞,第十六章,下图是马尔西发表的著作中的一幅插图,一颗大理石球对心撞击一排大小相等且同等质料的小球时,运动将传递给最后一个小球,其余的小球毫无影响。 你能解释这是为什么吗?,1弹性碰撞 如果碰撞过程中_守恒,这样的碰撞叫做弹性碰撞。 2非弹性碰撞 (1)非弹性碰撞:如果碰撞过程中_不守恒,这样的碰撞叫做非弹性碰撞。 (2)完全非弹性碰撞:是非弹性碰撞的特例,这种碰撞的特点是碰后_(或碰后具有共同的速度),其动能损失_。,弹性碰撞和非弹性碰撞,机械能,机械能,粘在一起,最大,1对心碰撞(正碰) 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_的连线在同一条直线上,碰撞之后两球的速度仍会沿着_。 2非对心碰撞 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_的连线不在同一条直线上,碰撞之后两球的速度都会_原来两球心的连线。,对心碰撞与非对心碰撞,两球心,这条直线,两球心,偏离,1定义 微观粒子碰撞时,微观粒子相互接近时并不象宏观物体那样_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_,所以多数粒子碰撞后飞向四面八方。,散射,相互接触,很小,一、瞬时作用(爆炸、碰撞、打击)的特点 1瞬时作用的相互作用时间和相互作用力的特点 (1)瞬时作用的相互作用时间很短。 (2)在相互作用过程中,相互作用力先是急剧增大,然后再急剧减小,平均作用力很大,远远大于外力,因此作用过程的动量可看成守恒。,2位移的特点 碰撞、爆炸、打击过程是在一瞬间发生的,时间极短,所以在物体发生碰撞、爆炸、打击的瞬间可忽略物体的位移。可以认为物体在碰撞、爆炸、打击前后在同一位置。 3能量的特点 爆炸过程系统的动能增加,碰撞、打击过程系统的动能不会增加,可能减少,也可能不变。,二、三种碰撞类型的特点 1弹性碰撞 碰撞过程中不仅动量守恒,而且机械能守恒,碰撞前后系统动能相等。同时,在碰撞问题中常做动量和动能的换算。 2非弹性碰撞 碰撞过程中动量守恒,碰撞结束后系统动能小于碰撞前系统动能。减少的动能转化为其他形式的能量。 3完全非弹性碰撞 碰撞过程中动量守恒,碰撞结束后两物体结合为一整体以相同的速度运动,系统动能损失最大。,特别提醒: (1)当遇到两物体发生碰撞的问题,不管碰撞环境如何,要首先想到利用动量守恒定律。 (2)对心碰撞是同一直线上的运动过程,只在一个方向上列动量守恒方程即可,此时应注意速度正、负号的选取。,答案:超速,Cv木1m/s这一假设是合理的,碰撞后小球被弹回来 Dv木1m/s这一假设是可能发生的,但由于题给条件不足,v球的大小不能确定 答案:B 解析:假设这一过程可以实现,根据动量守恒定律得m1vm1v1m2v木,代入数据解得v110m/s,这一过程不可能发生,因为碰撞后的机械能增加了。,四、弹性碰撞的规律 实例:A球碰撞原来静止的B球。,答案:由于小球发生了弹性碰撞,碰撞中的动量和动能都守恒,发生了速度、动能的“传递”。,弹性碰撞,答案:D 点评:在分析碰撞问题时应从以下三个方面入手:是否遵守动量守恒定律,系统的动能应如何变化,碰撞的结果与各物体的运动情况是否符合实际。,答案:M,非弹性碰撞,(1)弹丸与靶盒A碰撞刚结束时的瞬时速度的大小; (2)弹丸打入靶盒A的过程中,弹丸与靶盒共同损失的机械能; (3)弹丸打入靶盒A后,弹簧的最大弹性势能。,答案:(1)0.2m/s (2)0.98J (3)0.01J,答案:(1)0.3 m/s (2)非弹性碰撞,开放探究,答案:用重水减速效果更好。,A小车、木块、摆球的速度都发生变化,分别变为v1、v2、v3,满足:(Mm0)uMv1mv2m0v3 B摆球的速度不变,小车和木块的速度变为v1和v2,满足:MuMv1mv2 C摆球的速度不变,小车和木块的速度变为v,满足;Mu(Mm)v D小车和摆球的速度都变为v1,木块的速度为v2,满足:(Mm0)u(Mm0)v1mv2,易错分析:选择A、D的一个共同原因,是认为在碰撞的过程中,单摆也参与了碰撞,选A是认为三者发生碰撞,因而各自有一个速度;而选D的同学认为,单摆与小车连在一起,所以两者的速度始终相同。 正确解答:由于碰撞时间极短,所以单摆相对小车没有发生摆动,即摆线对球的作用力原来是竖直向上的,现在还是竖直向上的,没有水平方向的分力,未改变小球的动量,实际上单摆没有参与这个碰撞过程,所以单摆的速度不发生变化,因此,选项中应排除A、D。,因为单摆的速度不变,所以,研究对象选取小车和木块所构成的系统,若为弹性碰撞或碰后分离,水平方向动量守恒,由动量守恒定律有:MuMv1mv2,即为B选项,由于题目中并没有提供在碰撞过程中能量变化关系,所以也有可能小车和木块发生完全非弹性碰撞而选C。 正确答案:BC,
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