高中物理3-5碰撞课件.ppt

1、新新 课课 标标 人人 教教 版版 选选 修修 3-5 16.4 碰碰 撞撞 生活生活实例实例 牛顿摆牛顿摆 一、碰撞一、碰撞 定义定义 相对运动的物体相遇，在极短时间内，相对运动的物体相遇，在极短时间内，通过相互作用，运动状态发生显著变化通过相互作用，运动状态发生显著变化的过程叫碰撞的过程叫碰撞 碰撞的特点碰撞的特点 1、相互作用时间极短。、相互作用时间极短。2、在极短时间内，内力从零变到极大又、在极短时间内，内力从零变到极大又 系统的动量是守恒的系统的动量是守恒的 迅速变为零，其平均值很大迅速变为零，其平均值很大 3、碰撞过程中系统所受合外力为零或者远碰撞过程中系统所受合外力为零或者远远小

2、于内力远小于内力 实验探究实验探究 1 小球碰撞小球碰撞 2 小车碰撞小车碰撞 12m1v121?v1?2 m1?2?2?2V V 结论：动量守恒，机械能不一定守恒结论：动量守恒，机械能不一定守恒 V V 碰撞前后机械能守碰撞前后机械能守恒的碰撞叫做恒的碰撞叫做弹性弹性碰撞碰撞 碰撞前后机械能不碰撞前后机械能不守恒的碰撞叫做守恒的碰撞叫做非非弹性碰撞弹性碰撞 碰撞种类碰撞种类 弹性碰撞弹性碰撞 动量守恒动量守恒 机械能守恒机械能守恒 碰撞种类碰撞种类 非弹性碰撞非弹性碰撞 动量守恒动量守恒 机械能有损失机械能有损失 碰撞种类碰撞种类 完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞 动量守恒动量守恒 机械能损失最

3、大机械能损失最大 二二.弹性碰撞弹性碰撞 m1v1v1?1 1?m2v22 2m1v1?mv?mv光滑水平面光滑水平面 111222m1v1?m1v1?m2v2222v?1v?2?m2v2?m1v1?m1v1111222?m2v2?m1v1?m1v12221 2 1 2 22 2?m1v1?m1v1?m2v21m(2v?1v?)?2mv1?21v?2 2mv?m1v1?m21 1?m1(v1?v1?)(v1?v1?)?m2v211222?)?m2v2?m1(v1?v1?v?v?v21122221 1?m2v2?m1v1?m1v1111222?m2v2?m1v1?m1v1222 1 2 1?v2

4、?v1?v1(m1?m2)v?v1m1?m212?m2(v1?v1?)m1v1?m1v12m1v?v1m1?m2质量分析质量分析 1.质量相同质量相同 m1?m2?0v1?v1v22.质量差异大质量差异大 m1m2?v1v1?2v1v2?v1v1?0v23.质量差异大质量差异大 m1m2 若若A、B初速都不为初速都不为0时时 将将A A和和B B看作系统，碰撞过程中系统动量守恒看作系统，碰撞过程中系统动量守恒 m1v1?m2v2?mv?mv1 12 2弹性碰撞中没有机械能损失弹性碰撞中没有机械能损失 11112222m1v1?m2v2?m1v1?m2v222222 m2v2?m1?m2?v1v

5、?m1?m212 m1v1?m2?m1?v2v?m1?m22若若v v2 2=0=0时，结论时，结论与前面的是否与前面的是否相同？相同？?【例【例1】质量质量m1=10g的小球在光得的水的小球在光得的水平面上以平面上以v1=30cms的速度向右运动，的速度向右运动，恰遇上质量恰遇上质量m2=50 g的小球以的小球以v2=10cms的速度向左运动。碰撞后，小球的速度向左运动。碰撞后，小球m2恰好恰好静止。那么碰撞后小球静止。那么碰撞后小球m1的速度多大的速度多大?方向如何方向如何?【例2】如图所示，P物体与一个连着弹簧的Q物体正碰，碰撞后P物体静止，Q物体以P物体碰撞前速度v离开，已知P与Q质量

6、相等，弹簧质量忽略不计，那么当弹簧被压缩至最短时，下列的结论中正确的应是 ()?AP的速度恰好为零?BP与Q具有相同速度?CQ刚开始运动?DQ的速度等于v 三、对心碰撞和非对心碰撞三、对心碰撞和非对心碰撞 1 1对心碰撞对心碰撞 两球碰撞时，碰撞之前球的运动速度与两两球碰撞时，碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在同球心的连线在同条直线上，碰撞之后两球的条直线上，碰撞之后两球的速度仍沿着这条直线，这种碰撞称为速度仍沿着这条直线，这种碰撞称为对心碰撞对心碰撞，也叫正碰。，也叫正碰。注意：注意：发生对心碰撞的两个物体，碰撞前后发生对心碰撞的两个物体，碰撞前后的速度都沿同一条直线，它们的动量也都沿这的

7、速度都沿同一条直线，它们的动量也都沿这条直线，在这个方向上动量守恒。条直线，在这个方向上动量守恒。2 2非对心碰撞非对心碰撞 两球碰撞时，碰撞之前的两球碰撞时，碰撞之前的运动速度运动速度与与两球心两球心的连线不在同的连线不在同条直线上条直线上，碰撞之后两球的速，碰撞之后两球的速度都会度都会偏离原来两球心的连线偏离原来两球心的连线。这种碰撞称为。这种碰撞称为非对心碰撞非对心碰撞，也叫，也叫斜碰斜碰。斜碰也遵循动量守恒。斜碰也遵循动量守恒定律，但情况较复杂，是平面内的二维问题。定律，但情况较复杂，是平面内的二维问题。方法一：方法一：矢量作矢量作图法图法 方法二：方法二：计算法计算法 四、散射四、散

8、射 1 1、散射：、散射：在粒子物理和核物理中，常常使一束粒在粒子物理和核物理中，常常使一束粒子射入物体，粒子与物体中的微粒碰撞。这些微子射入物体，粒子与物体中的微粒碰撞。这些微观粒子相互接近时观粒子相互接近时并不发生直接接触并不发生直接接触，这种微观，这种微观粒子的碰撞叫做散射。粒子的碰撞叫做散射。由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小，所以多数粒子在磁撞后飞向四面八方。小，所以多数粒子在磁撞后飞向四面八方。微观粒子之间的碰撞通常被视为微观粒子之间的碰撞通常被视为完全弹性完全弹性碰撞碰撞，遵从动量守恒及前后动能相等，遵从动量守恒及前后动能相等 五五.“

9、碰撞过程碰撞过程”的制约的制约 动量制约动量制约(系统动量守恒的原则系统动量守恒的原则)：?m v2?mv1?mv2?m v1分析：在碰撞和爆炸现象中，内力远大于外力，故可分析：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。以用动量守恒定律处理。动能制约动能制约：总动能不会增加；：总动能不会增加；12121122?m v2?mv1?mv2?m v12222运动制约运动制约：即碰撞过程还将受到运动的合理性要求：即碰撞过程还将受到运动的合理性要求的制约的制约(碰前、碰后两个物体的位置关系（不穿越）和碰前、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。速度大小应保证其顺

10、序合理。)总结总结:碰撞的规律碰撞的规律:1.1.遵循动量守恒定律遵循动量守恒定律:内力远大于外力内力远大于外力.2.2.能量不会增加能量不会增加.只有弹性碰撞的动能守恒只有弹性碰撞的动能守恒 3.3.物体物体位置不突变位置不突变.但但速度可以突变速度可以突变.(碰撞过程两物体产生的位移可忽略碰撞过程两物体产生的位移可忽略)4.4.碰撞只发生一次碰撞只发生一次.在没有外力的情况下在没有外力的情况下,不是分离就是共不是分离就是共同运动同运动.总结总结:碰撞的分类碰撞的分类 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 按能量损失的情况分按能量损失的情况分 斜碰斜碰 正碰正碰 弹弹 性性 碰碰 撞撞：动量守恒，动能没有损失动量守恒，动能没有损失 非非 弹弹 性性 碰碰 撞撞：动量守恒，动能有损失动量守恒，动能有损失 m m v v+m+m v v=(m=(m+m+m)v,)v,动动1 1 1 12 2 2 21 12 2完全非弹性碰撞：完全非弹性碰撞：能损失最大能损失最大