《人教版物理选修3－5同步配套课件：第十六章 动量守恒定律16.4 .pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版物理选修3－5同步配套课件：第十六章 动量守恒定律16.4 .pptx（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 1 4 碰撞 目标导航 知识梳理重难聚焦典例透析 1 了解弹性碰撞 非弹性碰撞 对心碰撞和非对心碰撞 知道碰 撞现象的特点 2 会应用动量 能量观点分析和解决一条直线上的碰撞问题 3 了解粒子的散射现象 进一步了解动量守恒定律的普适性 目标导航 知识梳理重难聚焦典例透析 一二三 一 弹性碰撞和非弹性碰撞 四 目标导航 知识梳理重难聚焦典例透析 一二三 二 弹性碰撞实例分析 实例 A球碰撞静止的B球 四 目标导航 知识梳理重难聚焦典例透析 一二三 三 对心碰撞和非对心碰撞 1 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 动速度与两球心的连线在同一条直线上 碰撞之后两球的速度仍会
2、沿着这条直线 这种碰撞称为正碰 也叫对心碰撞 2 非对心碰撞 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 四 目标导航 知识梳理重难聚焦典例透析 一二三四 四 散射 1 微观粒子相互接近时并不发生直接接触 因此 微观粒子的碰撞 又叫作散射 2 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 在碰撞后飞向四面八方 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 一二三 一 对碰撞问题的认识与理解 1 对碰撞的广义理解 物理学里所研究的碰撞 包括的范围很广 只要通过短时间作用 物体的动
3、量发生了明显的变化 都可视为碰撞 例如 两个小球的 撞击 子弹射入木块 系在绳子两端的物体将松弛的绳子突然拉直 铁锤打击钉子 列车车厢的挂接 中子轰击原子核等均可视为碰撞 问题 需注意的是必须将发生碰撞的双方 如两小球 子弹和木 块 铁锤和钉子 中子和原子核等 包括在同一个系统中 才能对 该系统应用动量守恒定律 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 一二三 2 对三种碰撞的认识 碰撞过程 根据系统动能损失的特点 可以将碰撞分为三种 弹性 碰撞 非弹性碰撞与完全非弹性碰撞 用带有弹簧的两物体间的相互作用模拟一下碰撞的全过程 如图 所示 设光滑水平面上 质量为m1的物体A以速度v1向质量为m2的静
4、止物体B运动 B的左端连有轻弹簧 在 位置A B刚好接触 弹簧 开始被压缩 A开始减速 B开始加速 到 位置A B速度刚好相等 设为v 弹簧被压缩到最短 再往后A B开始远离 弹簧开始恢复原 长 到 位置弹簧刚好为原长 A B分开 这时A B的速度分别为v1 和v2 全过程系统动量一定是守恒的 而机械能是否守恒就要看弹 簧的弹性如何了 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 一二三 1 弹簧是弹性的 系统动能减少全部转化为弹性势能 状态系统动能最小而弹性势能最大 弹性势能减少 全部转 化为动能 因此 状态系统动能相等 这种碰撞叫作弹性碰 撞 由动量守恒和能量守恒可以证明A B的最终速度分别为 2
5、弹簧不是弹性的 系统动能减少 一部分转化为弹性势 能 一部分转化为内能 状态系统动能仍和 1 相同 弹性势能仍最 大 但比 1 小 弹性势能减少 部分转化为动能 部分转化为内 能 因为全过程系统动能有损失 一部分动能转化为内能 这种碰 撞叫非弹性碰撞 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 一二三 3 弹簧没有弹性 系统动能减少全部转化为内能 状态 系统动能仍和 1 相同 但没有弹性势能 由于没有弹性 A B不再分 开 而是共同运动 不再有 过程 这种碰撞叫完全非弹性碰 撞 可以证明 A B最终的共同速度为 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 一二三 3 碰撞过程的五个特点 1 时间特点 在碰撞
6、爆炸现象中 相互作用的时间很短 2 相互作用力的特点 在相互作用过程中 相互作用力先是急剧 增大 然后急剧减小 平均作用力很大 3 动量守恒条件的特点 系统的内力远远大于外力 所以系统即 使所受合外力不为零 外力也可以忽略 系统的总动量守恒 4 位移特点 碰撞 爆炸过程是在一瞬间发生的 时间极短 在物 体发生碰撞 爆炸的瞬间 可忽略物体的位移 认为物体在碰撞 爆炸前后仍在同一位置 5 能量特点 碰撞前总动能Ek与碰撞后总动能Ek 满足Ek Ek 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 一二三 二 判定一个碰撞过程是否存在的依据 1 碰撞过程中系统的动量应该是守恒的 2 碰撞后系统的总动能应该小于或
7、等于碰撞前系统的总动能 3 碰撞后的速度关系和位置关系应该符合实际情况 1 如碰前同向运动 v后 v前 则碰后原来在前的物体速度增大 且v 前 v后 2 两物体相向运动 碰后两物体的运动方向不可能都不改变 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 一二三 三 爆炸与碰撞的比较 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 类型一类型二类型三 碰撞可能性的判断 例题1 质量相等的A B两球在光滑的水平面上沿同一条直线 向同一方向运动 A球的动量是7 kg m s B球的动量是5 kg m s 当A 球追上B球发生碰撞 则碰撞后A B两球的动量可能是 A pA 6 kg m s pB 6 kg m s B pA
8、3 kg m s pB 9 kg m s C pA 2 kg m s pB 14 kg m s D pA 5 kg m s pB 15 kg m s 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 类型一类型二类型三 解析 选项D不遵守动量守恒定律 所以选项D错误 A B C三 个选项都遵守动量守恒定律 则要从机械能上来验证 选项A Ek0 动能增加了 不成立 同理选项C也不成立 答案 A 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 类型一类型二类型三 题后反思碰撞是否能够发生可根据碰撞前后的动量关系 动能变 化情况和碰撞结果与实际运动情况是否符合三个方面分析判断 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 类型一类型二
9、类型三 碰撞规律的应用 1 物体A获得的最大速度 2 碰撞过程中损失的动能 3 弹簧压缩量最大时物体B的速度 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 类型一类型二类型三 点拨 碰撞过程中动量守恒 子弹射入物体的过程是非弹性碰 撞 有动能损失 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 类型一类型二类型三 题后反思求解碰撞类问题 要注意选取好系统 明确碰撞的性质 清 楚物理过程 利用动量守恒定律 能量关系等知识综合解决问题 触类旁通例题2 3 中 弹簧的最大弹性势能为多少 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 类型一类型二类型三 碰撞中动量与能量相结合的综合问题 例题3 如图所示 甲车质量m1 20 kg 车
10、上有质量m 50 kg的人 甲车 连同 车上的人 从足够长的斜坡上 高h 0 45 m处 由静止滑下 到水平面 上后继续向前滑动 此时质量m2 50 kg的乙车正以v0 1 8 m s 的 速度迎面滑来 为了避免两车相撞 当两车相距适当距离时 人从甲 车跳到乙车上 求人跳出甲车的水平速度 相对地面 应在什么范围 以内 不计地面和斜坡的摩擦 g取10 m s2 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 类型一类型二类型三 点拨 甲车与人一起滑到水平面上具有一定的速度 要避免相 撞 临界速度必须相等 由于光滑斜面可以使滑上物体原速返回 所 以临界速度相等有两种情况 一是速度同向 向右 相等 二是速度反
11、向 大小相等 解析 设甲车与人从高h处滑下 不计摩擦 滑到底端时的速度为 v 根据机械能守恒定律列式 当甲 乙两车靠近时 为了避免相撞 人从甲车上跳到乙车上 若 作用后甲 乙两车的速度相同 则人跳出的速度最小 由动量守恒 列式 并规定向右为正方向 甲车与人 m1 m v mvmin m1v 乙车与人mvmin m2v0 m m2 v 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 类型一类型二类型三 解上述方程可得vmin 3 8 m s 若人跳出甲车后 甲车反向速度大小为v甲 人跳到乙车后与乙车 的共同向右速度为v乙 当v甲 v乙时甲车爬上斜面再返回 仍能和乙车 相撞 要不相撞 必须v乙 v甲 当v甲 v乙时 人跳出的速度最大 设为 vmax 甲车与人 m1 m v mvmax m1v甲 人与乙车 mvmax m2v0 m m2 v乙 把v甲 v乙代入解得vmax 4 8 m s 所以人跳出甲车的水平速度范围是3 8 4 8 m s 答案 3 8 4 8 m s 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 类型一类型二类型三 题后反思在处理碰撞中动量守恒的问题时 要抓住几个关键点 一 是选取动量守恒的系统 二是弄清碰撞的类型 三是碰撞过程中存 在的关系 能量转化关系 几何关系 速度关系等 触类旁通在例题3中 人从甲车上以多大的速度跳出后可使甲车停 下 答案 4 2 m s
