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1、生活中的碰撞生活中的碰撞生活中的碰撞生活中的碰撞生活中的爆炸生活中的爆炸生活中的爆炸生活中的爆炸一、碰撞的特点一、碰撞的特点一、碰撞的特点一、碰撞的特点1 1 1 1、时间特点时间特点时间特点时间特点：在碰撞过程中，相互作用时间：在碰撞过程中，相互作用时间：在碰撞过程中，相互作用时间：在碰撞过程中，相互作用时间很短很短很短很短；2 2 2 2、作用力特点作用力特点作用力特点作用力特点：在碰撞过程中，相互作用力即内力先急剧：在碰撞过程中，相互作用力即内力先急剧：在碰撞过程中，相互作用力即内力先急剧：在碰撞过程中，相互作用力即内力先急剧增大，后急剧减小，平均作用力增大，后急剧减小，平均作用力增大，
2、后急剧减小，平均作用力增大，后急剧减小，平均作用力很大很大很大很大；3 3 3 3、位移特点位移特点位移特点位移特点：由于碰撞是在瞬间完成的，故可以认为碰撞：由于碰撞是在瞬间完成的，故可以认为碰撞：由于碰撞是在瞬间完成的，故可以认为碰撞：由于碰撞是在瞬间完成的，故可以认为碰撞前后，物体前后，物体前后，物体前后，物体仍在原来的位置仍在原来的位置仍在原来的位置仍在原来的位置，即位移不变。但每个物体的，即位移不变。但每个物体的，即位移不变。但每个物体的，即位移不变。但每个物体的速度可以认为在短暂时间内发生改变。速度可以认为在短暂时间内发生改变。速度可以认为在短暂时间内发生改变。速度可以认为在短暂时间
3、内发生改变。4 4 4 4、碰撞系统动量的特点：、碰撞系统动量的特点：、碰撞系统动量的特点：、碰撞系统动量的特点： 在碰撞过程中，系统的在碰撞过程中，系统的在碰撞过程中，系统的在碰撞过程中，系统的内力远远大于外力内力远远大于外力内力远远大于外力内力远远大于外力，故即使外力，故即使外力，故即使外力，故即使外力之和不为零，其对系统的作用也可忽略不计，系统的总动量之和不为零，其对系统的作用也可忽略不计，系统的总动量之和不为零，其对系统的作用也可忽略不计，系统的总动量之和不为零，其对系统的作用也可忽略不计，系统的总动量也将也将也将也将近似守恒近似守恒近似守恒近似守恒。5.5.5.5.能量的特点：碰后总
4、动能一定不大于碰前总动能。能量的特点：碰后总动能一定不大于碰前总动能。能量的特点：碰后总动能一定不大于碰前总动能。能量的特点：碰后总动能一定不大于碰前总动能。二、碰撞二、碰撞的分类的分类按碰撞前后速度方向的关系分按碰撞前后速度方向的关系分正碰（正碰（对心碰对心碰）斜碰（斜碰（非对心碰非对心碰）按能量损失的情况按能量损失的情况分弹弹 性性 碰碰 撞撞：非非 弹弹 性性 碰碰 撞撞：完全非弹性碰撞：完全非弹性碰撞：动量守恒，动能没有损失动量守恒，动能没有损失动量守恒，动能有损失动量守恒，动能有损失动能动能损失最大损失最大 动量守恒原则： 速度要合理原则： 机械能不增加原则：P P前前=P=P后后
5、或或 P PA A=-P=-PB BE前E后如甲物追乙物并发生碰撞，如甲物追乙物并发生碰撞，碰前甲的速度必须大于乙碰前甲的速度必须大于乙的速度，碰后甲的速度必的速度，碰后甲的速度必须小于、等于乙的速度或须小于、等于乙的速度或甲反向运动甲反向运动三、碰撞过程应遵循三大原则三、碰撞过程应遵循三大原则n如图所示，半径和动能都相等的两个小球相向如图所示，半径和动能都相等的两个小球相向而行而行,甲球质量甲球质量m甲甲大于乙球质量大于乙球质量nm乙乙，水平面是光滑的，两球做对心碰撞以后，水平面是光滑的，两球做对心碰撞以后的运动情况可能是下述哪些情况？的运动情况可能是下述哪些情况？ A甲球速度为零，乙球速度
6、不为零甲球速度为零，乙球速度不为零B两球速度都不为零两球速度都不为零C乙球速度为零，甲球速度不为零乙球速度为零，甲球速度不为零D两球都以各自原来的速率反向运动两球都以各自原来的速率反向运动AB1 1、弹性碰撞、弹性碰撞-碰后形变完全恢复碰后形变完全恢复四、弹性碰撞四、弹性碰撞四、弹性碰撞四、弹性碰撞( (elastic collisionelastic collision) )讨论：讨论：2 2、弹性碰撞的常见模型、弹性碰撞的常见模型、弹性碰撞的常见模型、弹性碰撞的常见模型a.a.当当mm1 1mm2 2时，时，v v1 1=0; v=0; v2 2=v=v1 1 质量相等，交换速度；质量相等
7、，交换速度；b.b.当当mm1 1mm2 2时，时， v v1 10 0; v; v2 20 0 大碰小，一起跑；大碰小，一起跑；c.c.当当mm1 1mm2 2时，时， v v1 10 0; v; v2 20 0小碰大，要反弹。小碰大，要反弹。d.d.当当mm1 1mm2 2时，时， v v1 1 v v1 1; v; v2 2 2v2v1 1e.e.当当mm1 1mm2 2时，时， v v1 1 v v1 1; v; v2 2 0 0当当v2=0时时,有有V2=0ABV1V2V1AB非弹性碰撞非弹性碰撞-碰后形变碰后形变部分部分恢复恢复 五、非弹性碰撞五、非弹性碰撞五、非弹性碰撞五、非弹性
8、碰撞( (inelastic collisioninelastic collision) )完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞 特征特征特征特征-碰后以碰后以碰后以碰后以共同速度共同速度共同速度共同速度运动运动运动运动-碰后形变碰后形变碰后形变碰后形变完全不能完全不能完全不能完全不能恢复恢复恢复恢复 六、完全非弹性碰撞六、完全非弹性碰撞六、完全非弹性碰撞六、完全非弹性碰撞( (perfectly inelastic collisioninelastic collision) )完全非弹性碰撞的常见模型完全非弹性碰撞的常见模型完全非弹性碰撞的常见模型完全非弹性碰撞的常见模型质量为质量为1千克的小球以千
9、克的小球以4m/s的速度与质量的速度与质量为为2千克的静止小球正碰，关于碰后两球千克的静止小球正碰，关于碰后两球的速度与下面哪些是可能的的速度与下面哪些是可能的（A） = = m/s（B）=-1m/s， =2.5m/s（C）=1m/s， =3m/s（D）=-4m/s， =4m/sAB散射散射散射散射( (scatteringscattering) )课外阅读：科学足迹课外阅读：科学足迹课外阅读：科学足迹课外阅读：科学足迹中子的发现中子的发现中子的发现中子的发现碰撞模型的拓宽碰撞模型的拓宽 在前面碰撞的定义中，有在前面碰撞的定义中，有“在极短时间内在极短时间内”这这句话，由于时间的长短是相对的，
10、因此，可以句话，由于时间的长短是相对的，因此，可以将将“极短的时间极短的时间”这一条件略去从广义上讲，这一条件略去从广义上讲，物体间通过相互作用而使系统内物体动量发生物体间通过相互作用而使系统内物体动量发生变化的过程称为碰撞广义上的碰撞，相互作变化的过程称为碰撞广义上的碰撞，相互作用力可以是弹力、分子力、电磁力、核力等，用力可以是弹力、分子力、电磁力、核力等，因此，碰撞可以是宏观物体间的碰撞，也可以因此，碰撞可以是宏观物体间的碰撞，也可以是微观粒子间的碰撞拓宽后的碰撞，除例题是微观粒子间的碰撞拓宽后的碰撞，除例题代表的较长时间的碰撞题型外，还有非接触型代表的较长时间的碰撞题型外，还有非接触型碰
11、撞和非弹力作用的碰撞这个广义的碰撞模碰撞和非弹力作用的碰撞这个广义的碰撞模型在实践中有着广泛的应用型在实践中有着广泛的应用例例 如图所示，质量为如图所示，质量为m m的小车静止于光滑水平面上，的小车静止于光滑水平面上，车上有一光滑的弧形轨道，另一质量为车上有一光滑的弧形轨道，另一质量为m m的小球以水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（球再次从轨道的右端离开轨道后，将作（ ） A A向左的平抛运动；向左的平抛运动； B B向右的平抛运动；向右的平抛运动；C C自由落体运动；自由落体运动； D D无
12、法确定无法确定. . C 球和小车球和小车组成组成的系统，由于水平方向无外力，的系统，由于水平方向无外力，因此，系统的水平动量守恒因此，系统的水平动量守恒mvmv0 0mvmv1 1mvmv2 2没有摩擦力作用，故系统的机械能守恒没有摩擦力作用，故系统的机械能守恒mvmv0 02 2/2/2 mvmv1 12 2/2/2mvmv2 22 2/2/2由此不难得：由此不难得：分开时分开时小球的速度小球的速度变变为为v v1 10 0小车的速度小车的速度变变为为v v2 2v v0 0因此，分开后小球应自由落体因此，分开后小球应自由落体分析与解分析与解 ：如图所示，在光滑水平面上放有一小坡形光如图所
13、示，在光滑水平面上放有一小坡形光滑导轨滑导轨B，现有一质量与导轨相同的光滑小球，现有一质量与导轨相同的光滑小球A向右滑上导轨，并越过最高点向右滑下，以向右滑上导轨，并越过最高点向右滑下，以后离开导轨后离开导轨B，则，则 （ ）A导轨导轨B将会停在原来的位置将会停在原来的位置B导轨导轨B将会停在原来位置的右侧将会停在原来位置的右侧C导轨导轨B将会停在原来位置的左侧将会停在原来位置的左侧D导轨导轨B不会停止，最终将做匀速直线运动不会停止，最终将做匀速直线运动B爆炸与碰撞爆炸与碰撞 1.1.共同特点：相互作用力是变力，作用时间极短、作共同特点：相互作用力是变力，作用时间极短、作用力很大，如果有外力、
14、内力远大于外力用力很大，如果有外力、内力远大于外力. .均可以应用均可以应用动量守恒定律动量守恒定律 2.2.在爆炸过程中，因有其他形式能转化为动能，所以在爆炸过程中，因有其他形式能转化为动能，所以系统的动能会增加；在碰撞过程，如果没有动能损失，系统的动能会增加；在碰撞过程，如果没有动能损失，碰撞前与碰撞后总动能相等；如果有部分动能转化为内碰撞前与碰撞后总动能相等；如果有部分动能转化为内能，系统的总动能减小，系统的总动能是不可能增加的能，系统的总动能减小，系统的总动能是不可能增加的. .一质量为一质量为m m的炮弹沿水平方向飞行，其动能为的炮弹沿水平方向飞行，其动能为E Ek k，突然在空中爆炸成质量相同的两块，其一块向后，突然在空中爆炸成质量相同的两块，其一块向后，动能为动能为E Ek k/2/2，另一块向前，则向前的这一块的动能另一块向前，则向前的这一块的动能为（为（ ） A.1/2EA.1/2Ek k B.9/2E B.9/2Ek k C.9/4E C.9/4Ek k D. D. E Ek kC
