高中物理 第16章 第4節(jié) 碰撞課件 新人教版選修3-5.ppt

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成才之路 物理,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 選修3-5,動量守恒定律,第十六章,第四節(jié) 碰撞,第十六章,1.彈性碰撞 如果碰撞過程中________守恒，這樣的碰撞叫做彈性碰撞。 2．非彈性碰撞 (1)非彈性碰撞：如果碰撞過程中________不守恒，這樣的碰撞叫做非彈性碰撞。 (2)完全非彈性碰撞：是非彈性碰撞的特例，這種碰撞的特點是碰后__________(或碰后具有共同的速度)，其動能損失_____。,彈性碰撞和非彈性碰撞,機械能,機械能,粘在一起,最大,1.對心碰撞(正碰) 一個運動的球與一個靜止的球碰撞，碰撞之前球的運動速度與________的連線在同一條直線上，碰撞之后兩球的速度仍會沿著__________。 2．非對心碰撞 一個運動的球與一個靜止的球碰撞，碰撞之前球的運動速度與________的連線不在同一條直線上，碰撞之后兩球的速度都會_____原來兩球心的連線。,對心碰撞與非對心碰撞,兩球心,這條直線,兩球心,偏離,1.定義 微觀粒子碰撞時，微觀粒子相互接近時并不像宏觀物體那樣__________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_____，所以多數(shù)粒子碰撞后飛向四面八方。,散射,相互接觸,很小,一、瞬時作用(爆炸、碰撞、打擊)的特點 1．瞬時作用的相互作用時間和相互作用力的特點 (1)瞬時作用的相互作用時間很短。 (2)在相互作用過程中，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，遠遠大于外力，因此作用過程的動量可看成守恒。 2．位移的特點 碰撞、爆炸、打擊過程是在一瞬間發(fā)生的，時間極短，所以在物體發(fā)生碰撞、爆炸、打擊的瞬間可忽略物體的位移?？梢哉J(rèn)為物體在碰撞、爆炸、打擊前后在同一位置。,3．能量的特點 爆炸過程系統(tǒng)的動能增加，碰撞、打擊過程系統(tǒng)的動能不會增加，可能減少，也可能不變。 二、三種碰撞類型的特點 1．彈性碰撞 碰撞過程中不僅動量守恒，而且機械能守恒，碰撞前后系統(tǒng)動能相等。同時，在碰撞問題中常做動量和動能的換算。 2．非彈性碰撞 碰撞過程中動量守恒，碰撞結(jié)束后系統(tǒng)動能小于碰撞前系統(tǒng)動能。減少的動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。,3．完全非彈性碰撞 碰撞過程中動量守恒，碰撞結(jié)束后兩物體結(jié)合為一整體以相同的速度運動，系統(tǒng)動能損失最大。,特別提醒： (1)當(dāng)遇到兩物體發(fā)生碰撞的問題，不管碰撞環(huán)境如何，要首先想到利用動量守恒定律。 (2)對心碰撞是同一直線上的運動過程，只在一個方向上列動量守恒方程即可，此時應(yīng)注意速度正、負號的選取。,五個完全相同的金屬球沿直線排列并彼此鄰接，把最左端的小球拉高釋放，撞擊后發(fā)現(xiàn)最右端的小球擺高，而其余四球不動，你知道這是為什么嗎？ 答案：由于小球發(fā)生了彈性碰撞，碰撞中的動量和動能都守恒，發(fā)生了速度、動能的“傳遞”。,,C．v木＝1m/s這一假設(shè)是合理的，碰撞后小球被彈回來 D．v木＝1m/s這一假設(shè)是可能發(fā)生的，但由于題給條件不足，v球的大小不能確定 答案：B 解析：假設(shè)這一過程可以實現(xiàn)，根據(jù)動量守恒定律得m1v＝m1v1＋m2v木，代入數(shù)據(jù)解得v1＝－10m/s，這一過程不可能發(fā)生，因為碰撞后的機械能增加了。,四、彈性碰撞的規(guī)律 實例：A球碰撞原來靜止的B球。,答案：C 解析：A球與B球相碰時，由于A質(zhì)量小于B，A彈回，B獲得速度與C碰撞，由于發(fā)生的碰撞為彈性碰撞且質(zhì)量相等，B靜止，C獲得速度，同理，C和D的碰撞，D與E的碰撞都是如此，E獲得速度后與F的碰撞過程中，由于E的質(zhì)量大于F，所以E、F碰后都向右運動。所以碰撞之后，A、E、F三球運動，B、C、D三球靜止。,彈性碰撞,(山東師大附中2014～2015學(xué)年高二下學(xué)期檢測)如圖，大小相同的擺球a和b的質(zhì)量分別為m和3m，擺長相同，并排懸掛，平衡時兩球剛好接觸，現(xiàn)將擺球a向左拉開一小角度后釋放，若兩球的碰撞是彈性的，下列判斷正確的是( ) A．第一次碰撞后的瞬間，兩球的速度大小相等 B．第一次碰撞后的瞬間，兩球的動量大小相等 C．第一次碰撞后，兩球的最大擺角不相同 D．發(fā)生第二次碰撞時，兩球在各自的平衡位置 答案：AD,(襄州一中、棗陽一中、宜城一中、曾都一中2013～2014學(xué)年高二下學(xué)期期中聯(lián)考)兩塊質(zhì)量都是m的木塊A和B在光滑水平面上均以速度v0/2向左勻速運動，中間用一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接著，如圖所示?，F(xiàn)從水平方向迎面射來一顆子彈，質(zhì)量為m/4，速度為v0，子彈射入木塊A并留在其中。求：,非彈性碰撞,,(1)在子彈擊中木塊后的瞬間木塊A、B的速度vA和vB的大小。 (2)在子彈擊中木塊后的運動過程中彈簧的最大彈性勢能。,(青島市2014～2015學(xué)年高二下學(xué)期五校聯(lián)考)如圖，光滑水平直軌道上兩滑塊A、B用橡皮筋連接，A的質(zhì)量為m。開始時橡皮筋松馳，B靜止，給A向左的初速度v0。一段時間后，B與A同向運動發(fā)生碰撞并粘在一起。碰撞后的共同速度是碰撞前瞬間A的速度的兩倍，也是碰撞前瞬間B的速度的一半。求： (1)B的質(zhì)量； (2)碰撞過程中A、B系統(tǒng)機械能的損失。,,在可控核反應(yīng)堆中需要給快中子減速，輕水、重水和石墨等常用來作為減速劑?？熘凶釉谥厮锌膳cH核碰撞減速，在石墨中與C核碰撞減速。上述碰撞可簡化為彈性碰撞模型。某反應(yīng)堆中快中子與靜止的靶核發(fā)生對心正碰，通過計算說明，僅從一次碰撞考慮，用重水和石墨作為減速劑，哪種減速效果更好？,開放探究,,如圖所示，取一只乒乓球，在球上挖一個圓孔，向球內(nèi)填進一些橡皮泥或碎泡沫塑料，放在桌子的邊緣處，將玩具槍平放在桌面上，瞄準(zhǔn)球的圓孔，扣動扳機，讓子彈射入孔中，與乒乓球一同水平拋出。只需測出球的質(zhì)量M、子彈的質(zhì)量m、桌面的高度h和乒乓球落地點離桌子邊緣的水平距離s，就可估算出玩具槍子彈的射出速度v。你能推導(dǎo)出計算v的表達式嗎？試著做一下這個實驗。,