物理選修粵教版 動(dòng)量守恒定律在碰撞中的應(yīng)用 課件

1、碰撞碰撞2知識點(diǎn) 1 碰撞1碰撞的特點(diǎn)(1)時(shí)間特點(diǎn)：在碰撞現(xiàn)象中，相互作用時(shí)間_很短(2)相互作用力的特點(diǎn)：在碰撞過程中物體間的相互作用力先是_，然后再_，即相互作用力為_，作用時(shí)間短，作用力很大，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)的外力，即使系統(tǒng)所受外力之和不為零，外力也可以忽略，滿足動(dòng)量近似守恒的條件，故均可用動(dòng)量守恒定律來處理急劇增大急劇減小變力3(3)在碰撞過程中，沒有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，則系統(tǒng)碰撞后的總機(jī)械能不可能大于碰撞前系統(tǒng)的總機(jī)械能(4)位移特點(diǎn)：由于碰撞過程是在一瞬間發(fā)生的，時(shí)間極短，所以，在物體發(fā)生碰撞瞬間，可_，即認(rèn)為物體在碰撞、爆炸前后仍在同一位置，但速度發(fā)生了突變2碰撞過程應(yīng)滿足

2、的條件(1)系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒Ek1Ek2Ek1Ek2(2)系統(tǒng)的機(jī)械能不增加，即_.(3)符合實(shí)際情況，如碰后兩者同向運(yùn)動(dòng)，應(yīng)有 v前v后，若不滿足，則該碰撞過程不可能忽略物體的位移4碰撞爆炸不同點(diǎn)碰撞過程中沒有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，系統(tǒng)的動(dòng)能不會(huì)增加爆炸過程中往往有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，系統(tǒng)的動(dòng)能增加相同點(diǎn)時(shí)間特點(diǎn)相互作用時(shí)間很短相互作用力的特點(diǎn)物體間的相互作用力先是急劇增大，然后再急劇減小，平均作用力很大系統(tǒng)動(dòng)量的特點(diǎn)系統(tǒng)的內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，外力可忽略不計(jì)，系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒位移特點(diǎn)由于碰撞、爆炸過程是在一瞬間發(fā)生的，時(shí)間極短，所以，在物體發(fā)生碰撞、爆炸的瞬間，可認(rèn)為物體在碰撞、爆炸后仍在同

3、一位置3碰撞與爆炸的異同點(diǎn)5知識點(diǎn) 2 對心碰撞、非對心碰撞和散射1對心碰撞如圖 1641 所示，一個(gè)運(yùn)動(dòng)的球與一個(gè)靜止的球碰撞，碰撞之前球的運(yùn)動(dòng)速度與兩球心的連線在_，碰撞之后兩球的速度仍會(huì)沿著這條直線這種碰撞稱為正碰，也叫對心碰撞圖 1641同一條直線上62非對心碰撞如圖 1642 所示，一個(gè)運(yùn)動(dòng)的球與一個(gè)靜止的球碰撞，如果碰撞之前球的運(yùn)動(dòng)速度與兩球心的連線不在同一條直線上，碰撞之后兩球的速度都會(huì)偏離原來兩球心的連線這種碰撞稱為非對心碰撞圖 164273散射(1)定義：微觀粒子相互接近時(shí)并不發(fā)生直接接觸而發(fā)生的碰撞(2)散射方向：由于粒子與物質(zhì)微粒發(fā)生對心碰撞的概率很小，所以多數(shù)粒子碰撞后

4、飛向四面八方8知識點(diǎn) 3 彈性碰撞和非彈性碰撞1彈性碰撞如果碰撞過程中機(jī)械能守恒，這樣的碰撞叫做彈性碰撞，如圖 16 4 3 所示碰撞中，由動(dòng)量守恒得 m1v1 m1v19圖 1643102非彈性碰撞(1)如果碰撞過程中機(jī)械能不守恒，這樣的碰撞叫做非彈性碰撞(2)若兩個(gè)物體碰撞時(shí)成為一個(gè)整體，即它們相對靜止，這樣的碰撞叫做完全非彈性碰撞，如圖 1643 所示發(fā)生完全非彈性碰撞，則有動(dòng)量守恒 m1v1(m1m2)v；碰撞損失機(jī)械能113碰撞中的臨界問題相互作用的兩個(gè)物體在很多情況下可當(dāng)做碰撞處理，那么對相互作用中兩物體相距恰“最近”、相距恰“最遠(yuǎn)”或恰上升到“最高點(diǎn)”等一類臨界問題，求解的關(guān)鍵都

5、是“速度相等”，相當(dāng)于完全非彈性碰撞模型具體分析如下：(1)在圖 1644 中，光滑水平面上的 A 物體以速度 v 去撞擊靜止的 B 物體，A、B 兩物體相距最近時(shí)，兩物體速度必定相等，此時(shí)彈簧最短，其壓縮量最大圖 164412(2)在圖 1645 中，光滑水平面上有兩個(gè)帶同種電荷的物體 A、B，當(dāng)其中一個(gè) A 以速度 v 向靜止的另一個(gè) B 靠近的過程中(設(shè) A、B 不會(huì)接觸)，當(dāng)兩者相距最近時(shí)，二者速度必定相等圖 164513(3)在圖 1646 中，物體 A 以速度 v0滑上靜止在光滑水平面上的小車 B，當(dāng) A 在 B 上滑行的距離最遠(yuǎn)時(shí)，A、B 相對靜止，A、B 兩物體的速度必定相等圖

6、 164614(4)在圖 1647 中，質(zhì)量為 M 的滑塊靜止在光滑水平面上，滑塊的光滑弧面底部與桌面相切，一個(gè)質(zhì)量為 m 的小球以速度 v0 向滑塊滾來，設(shè)小球不能越過滑塊，則小球到達(dá)滑塊上的最高點(diǎn)時(shí)(即小球的豎直速度為零)，兩物體的速度必定相等(方向?yàn)樗较蛴?圖 164715(5)在圖 1648 中，光滑水平桿上有一質(zhì)量為 m 的環(huán)，通過一長為 L 的輕繩與 M 相連，現(xiàn)給 M 以瞬時(shí)水平速度 v0.(設(shè)M 上升最高不超過水平桿)，則 M 上升最高時(shí)，m、M 速度必定相等圖 164816圖 164917(1)A 物體獲得的最大速度；(2)彈簧壓縮最大時(shí) B 物體的速度18191. (20

7、11 年惠州三模)如圖 16410 示，質(zhì)量 M2 kg 的長木板B 靜止于光滑水平面上，B 的右邊放有豎直固定擋板，B 的右端距離擋板 s.現(xiàn)有一小物體 A(可視為質(zhì)點(diǎn))質(zhì)量為 m1 kg，以初速度 v06 m/s 從 B 的左端水平滑上 B.已知 A 與 B 間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，A 始終未滑離 B，B 與豎直擋板碰前 A 和 B 已相對靜止，B 與擋板的碰撞時(shí)間極短，碰后以原速率彈回求：圖 1641020(1)B 與擋板相碰時(shí)的速度大小(2)s 的最短距離解：(1)設(shè) B 與擋板相碰時(shí)的速度大小為 v1，由動(dòng)量守恒定律 mv0(Mm)v1解得 v12 m/s(2)A 與 B 剛好共速時(shí)

8、B 到達(dá)擋板，此時(shí) s 最短，由牛頓第二定律，B 的加速度21題型 1一般碰撞問題的分析與判斷【例題】(雙選)半徑相等的兩只小球甲和乙，在光滑水平面上沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)，若甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量，碰撞前兩球的動(dòng)能相等，則碰撞后兩球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能是()A甲球速度為零而乙球速度不為零B乙球速度為零而甲球速度不為零C兩球速度均不為零D兩球速度方向均與原方向相反，兩球動(dòng)能仍相等2223若碰后甲球運(yùn)動(dòng)而乙球靜止，則甲球只能反向運(yùn)動(dòng)，即碰后系統(tǒng)總動(dòng)量與碰前系統(tǒng)總動(dòng)量方向相反，違反動(dòng)量守恒定律，可知選項(xiàng) B 錯(cuò)誤若碰后甲、乙均運(yùn)動(dòng)，只要系統(tǒng)總動(dòng)量(矢量)與碰前系統(tǒng)總動(dòng)量(矢量)相等，即可滿足動(dòng)量守恒定律，所以

9、選項(xiàng) C 正確若碰后兩球均反向運(yùn)動(dòng)且動(dòng)能相等，則碰后總動(dòng)量方向必將與碰前系統(tǒng)總動(dòng)量方向相反，不滿足動(dòng)量守恒定律，所以選項(xiàng) D 錯(cuò)誤答案：AC24規(guī)律總結(jié)：有關(guān)判斷 A、B 碰撞前后的動(dòng)量(或速度)可能值，應(yīng)同時(shí)滿足三個(gè)條件：動(dòng)量守恒，碰前誰的動(dòng)量大，碰撞中誰就占主動(dòng)；能量不增加；碰撞后兩球在一條直線上同向運(yùn)動(dòng)，后一球的速度不可以大于前一個(gè)球的運(yùn)動(dòng)速度本題就是這種應(yīng)用的較為典型的問題解決此類問題，一定要三個(gè)條件逐一對照251甲、乙兩鐵球質(zhì)量分別是 m11 kg、m22 kg，在光滑平面上沿同一直線運(yùn)動(dòng)，速度分別是 v16 m/s、v22 m/s.甲追)上乙發(fā)生正碰后兩物體的速度有可能是(Av17

10、 m/s，v21.5 m/sBv12 m/s，v24 m/sCv13.5 m/s，v23 m/sDv14 m/s，v23 m/s26解析：選項(xiàng) A 和 B 均滿足動(dòng)量守恒定律，但選項(xiàng) A 碰后總動(dòng)能大于碰前總動(dòng)能，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤，B 正確；選項(xiàng) C 不滿足動(dòng)量守恒定律，C 錯(cuò)誤；選項(xiàng) D 滿足動(dòng)量守恒定律，且碰后總動(dòng)能小于碰前總動(dòng)能，但碰后甲球速度大于乙球速度，不合理， D錯(cuò)誤答案：B27題型 2碰撞過程中的臨界問題【例題】在列車編組站里，一輛 m11.8104 kg 的貨車在平直軌道上以 v12 m/s 的速度運(yùn)動(dòng)，碰上一輛 m22.2104 kg的靜止的貨車，它們碰撞后接合在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，求運(yùn)動(dòng)的速度答案：0.9 m/s28規(guī)律總結(jié)：解答本題要弄清幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是系統(tǒng)在相互作用過程中是否符合能量守恒的條件，是符合的哪一條；二是弄清系統(tǒng)相互作用過程的兩態(tài)，特別是對“作用前”和“作用后”的理解要強(qiáng)調(diào)“剛要碰時(shí)”和“剛結(jié)束時(shí)”本題屬于兩物體碰撞后結(jié)合在一起的情況，這種碰撞常稱為完全非彈性碰撞類似這類題的還有子彈打木