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高中物理知识点总结碰撞与动量守恒课件选修3
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目录
碰撞现象与分类
动量守恒定律
碰撞中的能量转化与损失
弹性碰撞的解析与计算
非弹性碰撞的解析与计算
动量守恒定律在碰撞中的应用
01
碰撞现象与分类
在碰撞过程中，如果系统的动能和动量都守恒，则称为弹性碰撞。
定义
特点
实例
碰撞过程中，物体之间只有动能的交换，没有能量的损失。
两个钢球之间的碰撞可以近似看作是弹性碰撞。
03
02
01
在碰撞过程中，如果系统的动能不守恒，但动量守恒，则称为非弹性碰撞。
定义
碰撞过程中，物体之间有能量的损失，通常伴随着物体的形变和发热等现象。
特点
汽车之间的碰撞通常是非弹性碰撞，因为会有车身的形变和能量的损失。
实例
02
动量守恒定律
如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。
m1v1+m2v2=m1v1+m2v2，其中m1和m2表示两个物体的质量，v1和v2表示两个物体碰撞前的速度，v1和v2表示两个物体碰撞后的速度。
动量守恒定律的表达式
动量守恒定律
系统不受外力或所受外力的矢量和为零。
碰撞过程中，内力远大于外力，可以忽略外力的影响。
碰撞前后，系统的总动能不增加，即没有能量损失。
实验器材：气垫导轨、光电计时器、滑块、天平、砝码等。
实验步骤
1.在气垫导轨上放置两个滑块，用天平测量它们的质量m1和m2。
2.将光电计时器安装在气垫导轨的一端，调整滑块的位置，使它们相距一定距离。
3.给滑块1一个初速度，让它与静止的滑块2发生碰撞。
4.通过光电计时器记录碰撞前后两个滑块的速度v1、v2、v1和v2。
5.多次实验，取平均值，以减小误差。
实验结论：在误差允许范围内，碰撞前后两个滑块的总动量保持不变，即验证了动量守恒定律。
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02
03
04
03
碰撞中的能量转化与损失
在完全弹性碰撞中，动能在碰撞物体间完全转化，没有能量损失。碰撞前后的总动能保持不变。
弹性碰撞
在非弹性碰撞中，部分动能会转化为内能（如热能、声能等），导致总动能减少。碰撞后的总动能小于碰撞前的总动能。
非弹性碰撞
能量损失原因
碰撞中的能量损失主要是由于物体间的相互作用力导致的。这些力会使物体发生形变，从而产生内能。
能量损失大小
能量损失的大小取决于碰撞物体的材料、形状、速度等因素。一般来说，非弹性碰撞的能量损失较大。
在任何碰撞中，系统的总动量始终保持不变。这是由动量守恒定律决定的。
动量守恒
在完全弹性碰撞中，系统的总能量（包括动能和内能）保持不变。在非弹性碰撞中，虽然动能减少，但总能量仍然守恒，只是部分动能转化为内能。
能量守恒
04
弹性碰撞的解析与计算
一维弹性碰撞的定义
两个物体在同一直线上发生碰撞，碰撞后两物体沿同一直线分开，且碰撞过程中无机械能损失。
两个物体在平面内发生碰撞，碰撞后两物体在平面内分开，且碰撞过程中无机械能损失。
二维弹性碰撞的定义
根据动量守恒和机械能守恒定律，结合平面几何知识，可以推导出两物体碰撞后的速度和动能表达式。
二维弹性碰撞的解析
通过给定的初始条件，如两物体的质量、速度、碰撞角度和碰撞点位置等，可以计算出碰撞后的速度、动能和动量等物理量。
二维弹性碰撞的计算
1
2
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例如台球、乒乓球等运动中的球与球、球与桌面之间的碰撞，以及交通事故中车辆之间的碰撞等。
弹性碰撞在生活中的应用
例如在粒子物理实验中，通过测量粒子之间的弹性碰撞来研究粒子的性质和相互作用。
弹性碰撞在科研中的应用
例如在航天工程中，通过设计航天器的结构和材料来减少太空垃圾对其的弹性碰撞损伤。
弹性碰撞在工程中的应用
05
非弹性碰撞的解析与计算
两个物体在同一直线上发生碰撞，碰撞后两物体具有相同的速度。
一维非弹性碰撞的定义
动量守恒定律
能量损失
解析方法
在非弹性碰撞中，系统动量守恒，即碰撞前后系统总动量保持不变。
非弹性碰撞中，部分机械能转化为内能，导致系统总动能减少。
通过动量守恒定律和能量守恒定律联立求解，可得到碰撞后两物体的速度和能量损失。
两个物体在平面内发生碰撞，碰撞后两物体具有相同的速度矢量。
二维非弹性碰撞的定义
在二维非弹性碰撞中，系统动量守恒，即碰撞前后系统总动量保持不变。
动量守恒定律
与一维非弹性碰撞类似，二维非弹性碰撞中也有部分机械能转化为内能，导致系统总动能减少。
能量损失
通过动量守恒定律和能量守恒定律联立求解，结合平面几何知识，可得到碰撞后两物体的速度矢量和能量损失。
解析方法
非弹性碰撞在实际生活中广泛存在，如车辆碰撞、物体落地等。
实际应用场景
在处理实际问题时，需要分析碰撞过程中的动量守恒、能量损失等因素，以及考虑外界条件如摩擦力、空气阻力等对碰撞过程的影响。
问题分析
通过建立物理模型、运用数学工具进行解析和计算，可以
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