碰撞(公开课)

《碰撞(公开课)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《碰撞(公开课)（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、16.4 碰 撞,一碰撞：,、碰撞：碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短的时间内它们的运动状态发生了显著的变化的过程。,2.“碰撞过程”的特征,(1).碰撞所经历的时间极短，撞击力极大,(2) 撞击力（系统内力）远大于外力，即动量要守恒,(3)碰撞过程位移可忽略,3.“碰撞过程”的制约,动量制约(系统动量守恒的原则)：,动能制约：总动能不会增加；,分析：在碰撞和爆炸现象中，内力远大于外力，故可以用动量守恒定律处理。,运动制约：即碰撞过程还将受到运动的合理性要求的制约(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。),二碰撞的几种类型：“按能量损失的情况分”,完全弹性碰撞碰撞

2、中无能量损失 即：动量守恒，动能守恒, 若m1=m2 ，可得v1=0 ，v2=v1 ， 相当于 两球交换速度, 若 m1 m2 ， 则v1= v1，v2=2v1 , 若m1m2 ， 则v10；且v2一定大于0 若m1m2 ， 则v10；且v2一定大于0,若 m2m1 ， 则v1= -v1 ， v2=0 ,小结：质量相等，交换速度； 大碰小，一起跑；小碰大，要反弹,2. 非弹性碰撞:碰撞中有能量损失 即：动量守恒，动能不守恒,3. 完全非弹性碰撞:碰撞中能量损失最大 碰撞之后两物体结合到一起，以共同速度运动 即：动量守恒，动能不守恒,1、对心碰撞正碰：,2、非对心碰撞斜碰：,碰前运动速度与两球心

3、连线处于同一直线上,碰前运动速度与两球心连线不在同一直线上,三、对心碰撞与非对心碰撞,【设问】斜碰过程满足动量守恒吗？为什么？如图，能否大致画出碰后A球的速度方向？,【设问】若两球质量相等，又是弹性碰撞你能进一步确定两球碰后速度方向关系吗？,四、散射-微观粒子的碰撞,粒子散射后,速度方向向着各个方向.散射是研究物质微观结构的重要方法卢瑟福做粒子散射实验，提出了原子的核式结构学说。,碰撞的规律:,总结:,1. 遵循动量守恒定律:,2. 能量不会增加.,3. 物体位置不突变.,4. 碰撞只发生一次.,内力远大于外力.,只有弹性碰撞的动能守恒.,在没有外力的情况下,不是分离就是共同运动.,(碰撞过程

4、两物体产生的位移可忽略),但速度可以突变.,碰撞的分类,动量守恒，动能没有损失,动量守恒，动能有损失,m1v1+m2v2=(m1+m2)v,动能损失最大,总结:,1、现有AB两滑块，质量分别为3m和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向运动，发生了碰撞，已知碰撞后，A静止不动，则这次碰撞是（） A弹性碰撞 B 非弹性碰撞 C完全非弹性碰撞,2.将两条完全相同的磁铁(磁性极强)分别固定在质量相等的小车在同一直线上相向运动，水平面光滑，开始时甲车速度大小为3米/秒，乙车速度大小为2米/秒， (如图所示),1. 当两车的速度相同时，速度为_米/秒， 方向_。,2. 当甲车的速度为2米/秒(向左)时，乙

5、车速度为_米/秒，方向_。,3. 当甲车的速度为零时，乙车速度为_米/秒， 方向_。,0.5,向右,3,向右,1,向右,例3 如图所示，质量为m的小车静止于光滑水平面上，车上有一光滑的弧形轨道，另一质量为m的小球以水平初速沿轨道的右端的切线方向进入轨道，则当小球再次从轨道的右端离开轨道后，将作（ ） A向左的平抛运动； B向右的平抛运动； C自由落体运动； D无法确定.,C,弹性碰撞：,球和小车组成的系统，由于水平方向无外力，因此，系统的水平动量守恒,取初速度方向为正方向。,mv0-mv1mv2,没有摩擦力作用，故系统的机械能守恒，属于弹性碰撞,mv02/2 mv12/2mv22/2,因此，分

6、开后小球应自由落体,分析与解 ：,带有1/4光滑圆弧轨道质量为M的滑车静止于光滑水平面上，如图示，一质量为m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，以下说法正确的是： （ ） A.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 C.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,解：由弹性碰撞公式,若mM v1 0 小球向左作平抛运动,m=M v1 = 0 小球作自由落体运动,mM v1 0 小球水平向右作平抛运动,B C D,例4、,例6.如图所示，光滑水平面上质量为m1=2kg的物块以v0=2m/s的初速冲向质量为m2=6kg静止的光滑圆弧面斜劈体。

7、求： (1)物块m1滑到最高点位置时，二者的速度； (2)物块m1从圆弧面滑下后，二者速度 (3)若m1= m2物块m1从圆弧面滑下后，二者速度,解：（1）由动量守恒得,m1V0=（m1+m2）V,V= m1V0 / （m1+m2） =0.5m/s,（2）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, v1 = 0 v2=2m/s,7（20分） 质量为M的小物块A静止在离地面高h的水平桌面的边缘，质量为m的小物块B沿桌面向A运动并以速度v0与之发生正碰（碰撞时间极短）。碰后A离开桌面，其落地点离出发点的水平距离为L。碰后B反向运动。求B后退的距离。已知B与桌面间的动摩擦因数为。重力

8、加速度为g。,解：设t为从离开桌面至落地经历的时间，V表示刚碰后A的速度，有,h=1/2 gt2 ,L=Vt ,设v为刚碰后B的速度，由动量守恒,mv0 =MV-mv ,设B后退的距离为l，由功能关系,mgl =1/2 mv2 ,由以上各式得,例8、 如图所示，质量为M =2kg的小车放在光滑水平面上，在小车右端放一质量为m=1kg 的物块。两者间的动摩擦因数为=0.1，使物块以v1=0.4m/s 的水平速度向左运动，同时使小车 以v2=0.8m/s 的初速度水平向右运动， （取g= 10m/s2）求： （1）物块和小车相对静止时，物块和小车的速度大小和方向 （2）为使物块不从小车上滑下，小车

9、的长度L至少多大？,动量和能量综合,解：（1）木块先向左匀减速运动到0，再匀加速运动到共同速度V,由动量守恒定律 (m+M)V=Mv2-mv1,V=0.4m/s,（2）由能量守恒定律,mgL=1/2Mv22+ 1/2mv12 - 1/2(m+M)V2,L=0.48m,如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为m1 =20千克的小车，通过几乎不可伸长的轻绳与质量m2 =25千克的足够长的拖车连接。质量为m3 =15千克的物体在拖车的长平板上，与平板间的摩擦系数=0.2，开始时，物体和拖车静止，绳未拉紧，小车以3米/秒的速度向前运动。求：(a)三者以同一速度前进时速度大小。(b)到三者速度相同时，物体

10、在平板车上移动距离。,例9,解：1. 对m1 m2 m3 三者，系统动量守恒,(m1m2m3)V共m1v0,V共=1m/s,2. 绳子拉紧时， m1和m2碰撞，对m1 m2 二者 动量守恒,(m1m2 )V12m1v0,V12 4/3 m/s,接着，m3在m2上相对滑动，由能量守恒,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. pA=6kgm/s, pB=6kgm/s B. pA=3kgm/s, pB=9kgm/s C. pA=2kgm/s, pB=14kg

11、m/s D. pA=4kgm/s, pB=17kgm/s,A,【例4】在光滑水平面上，有A、B两个小球向右沿同一直线运动，取向右为正，两球的动量分别是pA=5kgm/s，pB=7kgm/s，如图所示若能发生正碰，则碰后两球的动量增量pA、pB可能是 （ ） ApA=-3kgm/s；pB =3kgm/s BpA=3kgm/s；pB =3kgm/s CpA=-10kgm/s；pB =10kgm/s DpA=3kgm/s；pB =-3kgm/s,解决此类问题的依据 系统动量守恒；系统的总动能不能增加；系统总能量的减少量不能大于发生完全非弹性碰撞时的能量减少量；碰撞中每个物体动量的增量方向一定与受力方

12、向相同；如碰撞后向同方向运动，则后面物体的速度不能大于前面物体的速度 正确答案为A,半径相等的两个小球A和B，在光滑的水平面上沿同一直线相向运动，若A的质量大于B的质量，碰前两球的动能相等，则碰后两球的运动状态可能是（） A A的速度为0而B的速度不为0 B B的速度为0而A的速度不为0 C AB的速度均不为0 D 两球的速度方向均与原来方向相反，两球的动能仍相等。,因碰前总动量水平向右，总动量守恒，A碰后速度为0，碰后B的速度方向一定水平向右，A正确 碰后不可能穿透，若B碰后速度为0，则A只能水平向左，与碰前向右相反。B错误 若碰后两球的速度均向右，满足B的速度大于A，碰后总动量水平向右。C

13、正确 若碰后的动能仍相等，则A的动量大于B，又因两球的速度方向与原来方向相反，则碰后的总动量水平向左，与碰前向右相反。D错误,在光滑的水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，并发生碰撞，可能发生的是（） A若两球质量相同碰后以某一相等速率互相分开 B若两球质量相同碰后以某一相等速率同向而行 C若两球质量不同碰后以某一相等速率互相分开 D若两球质量不同碰后以某一相等速率同向而行 碰撞前后为0，A正确 弹性碰撞 碰前为0，碰后不为0 碰撞前后的总动量的方向不同 碰前不为0，碰后不为0，方向可能相同,如图，木块A和B的质量均为2千克，置于光滑水平面上，B与一轻质弹簧一端相连，弹簧另一端固定在竖直

14、挡板上，当A以4米每秒的速度向B撞击时，由于有橡皮泥面粘在一起运动，则弹簧被压缩到最短时，具有的弹性势能大小是（） 碰撞瞬间，合外力为0，总动量守恒，总动能不守恒 当碰后再压缩弹簧时，机械能守恒，动量不守恒最大弹性势能等于碰后的总动能,例 甲乙两球在水平光滑的轨道上同方向运动，已知他们的动量分别是5kgm/s，7kgm/s，甲从后面追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为10kgm/s，则两球质量m甲与m乙间的关系可能是下面的哪几种 （ ） A.m甲=m乙 B.m甲=2m乙 C.m甲=4m乙 D.m甲=6m乙,C,碰撞过程中，系统的动能不能增加，,分析：动量守恒p甲+p乙=p甲p乙，得 p甲=2k

15、gm/s,碰前v甲v乙，即,碰后,，得,A错,D错,AB错,，得,1,练习: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. pA=6kgm/s, pB=6kgm/s B. pA=3kgm/s, pB=9kgm/s C. pA=2kgm/s, pB=14kgm/s D. pA=4kgm/s, pB=17kgm/s,练习: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.pA=6kgm/s,pB=6kgm/s B. pA=3kgm/s,pB=9kgm/s C. pA=2kgm/s,pB=14kgm/s D. pA=4kgm/s,pB=17kgm/s,A,分析:碰撞动量守恒,知:ABC都满足.,，知:ABC也都满足