高中物理 第16章 动量守恒定律 第4节 碰撞课件 新人教版选修3-5.ppt

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 C v木 1m s这一假设是合理的 碰撞后小球被弹回来D v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m1v m1v1 m2v木 代入数据解得v1 10m 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 3m 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 M m0 u Mv1 mv2 m0v3B 摆球的速度不变 小车和木块的速度变为v1和v2 满足 Mu Mv1 mv2C 摆球的速度不变 小车和木块的速度变为v 满足 Mu M m vD 小车和摆球的速度都变为v1 木块的速度为v2 满足 M m0 u M m0 v1 mv2 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 Mu Mv1 mv2 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