高中物理 人教版选修3 5:164 5 碰撞 、反冲运动、火箭课件.ppt
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- 高中物理 人教版选修3 5:164 碰撞 、反冲运动、火箭课件 人教版 选修 164 反冲 运动 火箭 课件
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1、第十六章第十六章 动量守恒定律动量守恒定律 16-4碰撞碰撞 16-5反冲运动反冲运动 火箭火箭通过前面的学习,我们已知道可以从牛顿运动定律推导出通过前面的学习,我们已知道可以从牛顿运动定律推导出动量守恒定律,请用两种方法求解下面的题目,体会用两种观动量守恒定律,请用两种方法求解下面的题目,体会用两种观点解决问题的优缺点点解决问题的优缺点题目:题目:总质量为总质量为M的列车在平直轨道上以速度的列车在平直轨道上以速度v匀速行匀速行驶,尾部有一节质量为驶,尾部有一节质量为m的车厢突然脱钩设机车的牵引力恒的车厢突然脱钩设机车的牵引力恒定不变,则脱钩车厢停下时,列车前段的速度定不变,则脱钩车厢停下时,
2、列车前段的速度v为多大?为多大?16-4碰撞碰撞一、碰撞的分类一、碰撞的分类1按碰撞过程中机械能是否守恒分为:按碰撞过程中机械能是否守恒分为:(1)弹性碰撞:碰撞过程中机械能弹性碰撞:碰撞过程中机械能_,即碰撞前后,即碰撞前后系统的总动能系统的总动能_(2)非弹性碰撞:碰撞过程中机械能非弹性碰撞:碰撞过程中机械能_,碰撞后系,碰撞后系统的总动能统的总动能_碰撞前的总动能碰撞前的总动能(3)完全非弹性碰撞:碰撞后两物体完全非弹性碰撞:碰撞后两物体_,具有,具有_的速度,这种碰撞系统损失动能最多的速度,这种碰撞系统损失动能最多【答案【答案】(1)守恒不变守恒不变(2)不守恒小于不守恒小于(3)合在
3、一起合在一起相同相同2按碰撞前后,物体的运动方向是否沿同一直线分为:按碰撞前后,物体的运动方向是否沿同一直线分为:(1)对心碰撞对心碰撞(正碰正碰):碰撞前后,物体的运动方向与两球心:碰撞前后,物体的运动方向与两球心的连线的连线_(2)非对心碰撞非对心碰撞(斜碰斜碰):碰撞前后,物体的运动方向与两球:碰撞前后,物体的运动方向与两球心连线心连线_【答案【答案】(1)在同一直线上在同一直线上(2)不在同一直线上不在同一直线上二、散射二、散射1定义:微观粒子碰撞时,微观粒子相互接近时并不发定义:微观粒子碰撞时,微观粒子相互接近时并不发生生_而发生的碰撞而发生的碰撞【答案【答案】直接接触直接接触2散射
4、方向:散射方向:由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率_,所以,所以_粒子碰撞后飞向四面八方粒子碰撞后飞向四面八方【答案【答案】很小多数很小多数三、类碰撞问题三、类碰撞问题在实际问题中,有些物体间的相互作用类似于在实际问题中,有些物体间的相互作用类似于_的的现象如物体间由不可伸长的绳相连接时,当绳突然绷紧后,现象如物体间由不可伸长的绳相连接时,当绳突然绷紧后,两物体的两物体的_相等;相等;物体间由弹簧相连接时,当弹簧从自由长度到最短或最长物体间由弹簧相连接时,当弹簧从自由长度到最短或最长时,两物体的时,两物体的_相等相等【答案【答案】碰撞速度速度碰撞速度速度1
5、碰撞的特点碰撞的特点(1)发生碰撞的物体间一般作用力很大,作用时间很短,发生碰撞的物体间一般作用力很大,作用时间很短,各物体作用前后各种动量变化显著,物体在作用时间内位移可各物体作用前后各种动量变化显著,物体在作用时间内位移可忽略忽略(2)即使碰撞过程中系统所受合力不等于零,由于内力远即使碰撞过程中系统所受合力不等于零,由于内力远大于外力,作用时间又很短,所以外力的作用可忽略,认为系大于外力,作用时间又很短,所以外力的作用可忽略,认为系统在碰撞瞬间动量是守恒的统在碰撞瞬间动量是守恒的碰撞特点的理解与分析碰撞特点的理解与分析(3)若碰撞过程中没有其他形式的能转化为机械能,则系若碰撞过程中没有其他
6、形式的能转化为机械能,则系统碰后的总机械能不可能大于碰前系统机械能统碰后的总机械能不可能大于碰前系统机械能(4)对于弹性碰撞,碰撞前后无动能损失;对非弹性碰对于弹性碰撞,碰撞前后无动能损失;对非弹性碰撞,碰撞前后有动能损失;对于完全非弹性碰撞,碰撞前后动撞,碰撞前后有动能损失;对于完全非弹性碰撞,碰撞前后动能损失最大能损失最大2分析碰撞问题的几条原则分析碰撞问题的几条原则(1)碰撞前后动量守恒,即碰撞前后动量守恒,即p1p2p1p2.1(多选多选)在光滑的水平面上,动能为在光滑的水平面上,动能为E0、动量的大小为、动量的大小为p0的钢球的钢球1与静止钢球与静止钢球2发生碰撞,碰撞前后球发生碰撞
7、,碰撞前后球1的运动方向相的运动方向相反,将碰后球反,将碰后球1的动能和动量的大小分别记为的动能和动量的大小分别记为E1、p1,球,球2的动的动能和动量的大小分别记为能和动量的大小分别记为E2、p2,则必有,则必有()AE1E0Bp1E0Dp2p0【答案【答案】AB完全弹性碰撞的规律完全弹性碰撞的规律2在光滑的水平面上,质量为在光滑的水平面上,质量为m1的小球的小球A以速度以速度v0向右向右运动在小球运动在小球A的前方的前方O点有一质量为点有一质量为m2的小球的小球B处于静止状处于静止状态,如图所示小球态,如图所示小球A与小球与小球B发生正碰后小球发生正碰后小球A、B均向右运均向右运动小球动小
8、球B被在被在Q点处的墙壁弹回后与小球点处的墙壁弹回后与小球A在在P点相遇,点相遇,PQ1.5PO.假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的,求两小球质量之比的,求两小球质量之比m1 m2.【答案【答案】2 1相互作用的两个物体在很多情况下皆可当作碰撞处理对相互作用的两个物体在很多情况下皆可当作碰撞处理对相互作用中两物体相距恰相互作用中两物体相距恰“最近最近”“”“最远最远”或恰上升到或恰上升到“最高最高点点”等一类临界问题,求解的临界条件都是等一类临界问题,求解的临界条件都是“速度相等速度相等”,相,相当于完全非弹性碰撞模型具体分析如下:当
9、于完全非弹性碰撞模型具体分析如下:碰撞的常见模型碰撞的常见模型(1)在右图中,光滑水平面上的在右图中,光滑水平面上的A物体以速度物体以速度v去撞击静止去撞击静止且一端带有弹簧的且一端带有弹簧的B物体,物体,A、B两物体相距最近时,两物体速两物体相距最近时,两物体速度必定相等,此时弹簧最短,其压缩量最大,弹性势能最大度必定相等,此时弹簧最短,其压缩量最大,弹性势能最大(2)在右图中,质量为在右图中,质量为M的滑块静止在光滑水平面上,滑块的滑块静止在光滑水平面上,滑块的光滑弧面底部与桌面相切,一个质量为的光滑弧面底部与桌面相切,一个质量为m的小球以速度的小球以速度v0向向滑块滚来设小球不能越过滑块
10、,则小球到达滑块上的最高点滑块滚来设小球不能越过滑块,则小球到达滑块上的最高点时时(即小球的竖直速度为零即小球的竖直速度为零),两物体的速度必定相等,两物体的速度必定相等(方向水平方向水平向右向右)(3)如右图所示,物体如右图所示,物体A以速度以速度v0滑上静止在光滑水平面上滑上静止在光滑水平面上的小车的小车B,当,当A在在B上滑行的距离最远时上滑行的距离最远时(设车足够长设车足够长),A、B两两物体相对静止,物体相对静止,A、B两物体的速度必相等两物体的速度必相等例例1甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动,已甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动,已知它们的动量分别是知它们的动量分别是p甲甲5 k
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