动量守恒定律在碰撞中的应用.ppt

* 3：满足规律：动量守恒定律 一：碰撞问题 1：定义：碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短的时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程。 物理学中所说的碰撞的含义是相当广泛的，比如两个物体的碰撞，子弹射入木块，系在绳子两端的物体将松弛的绳子突然拉紧，列车车厢的挂接，中子轰击原子核等都可以视为碰撞。 2：特点：在碰撞过程中内力都是远远大于内力 4．碰撞的种类及特点 (1)弹性碰撞． 特点：碰撞时产生弹性形变，碰撞结束后， 形变完全恢复． 原理：动量守恒，机械能守恒． 图 1－3－1 弹性碰撞模型：在光滑水平面上，有两个小球，质量分别 为 m1，m2，球 1 以速度 v0 向右运动，与静止的球 2 发生碰撞． 碰撞过程中没有能量损失，由动量守恒和能量守恒，有 ②若 m1＞m2，则 v10，v20 ③若 m1＝m2，则 v1＝0，v2＝v0 ④若 m1m2，则 v10，v20 ⑤若 m1?m2，则 v1＝－v0，v2＝0 (2)非弹性碰撞． 特点：碰撞时的形变不能完全恢复，有一部分机械能转变 为内能． 原理：动量守恒． 碰后的机械能小于碰前的机械能． 这类问题能量（动能）损失最多，即：碰撞后总机械能小于碰撞前的总机械能，但动量是守恒。 （3）完全非弹性碰撞 这类问题是两个物体碰后合为一个整体，以共同的的速度运动，这类碰撞称为完全非弹性碰撞。 特点： 【例题1】如图所示，质量为m2＝1kg的滑块静止于光滑的水平面上，以质量为m1＝50g的小球以v1＝100m/s的速率碰到滑块后又以v2＝80m/s的速率被弹回，求滑块获得的速度是多少？ v1 m2 m1 解：取m1和m2系统作为研究对象，则系统动量守恒，以v1的方向为正方向，则根据动量守恒定律可得： 化解可得： (3)物理情景可行性原则 因碰撞作用时间极短，故每一个参与碰撞的物体受到的冲力很大，使物体的速度发生骤变而其位置变化极其微小，以致我们认为其位置没有变化，碰撞完毕后，物体各自以新的动量开始运动． 拓展：若发生追赶碰撞，则碰后前面物体运动的速度应大于等于后面物体运动的速度． 例题2：质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是7kg·m/s，B球的动量是5 kg·m/s，当A球追上B球发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是（ ） A.pA=6 kg·m/s，pB=6 kg·m/sB.pA=3 kg·m/s，pB=9 kg·m/sC.pA=-2 kg·m/s，pB=14 kg·m/s D.pA=-4 kg·m/s，pB=17 kg·m/s A 二、碰撞问题的典型应用 相互作用的两个物体在很多情况下，皆可当作碰撞处理，那么对相互作用中两个物体相距恰“最近”、相距恰“最远”或恰上升到“最高点”等一类临界问题，求解的关键都是“速度相等”。 （1）光滑水平面上的A物体以速度V0去撞击静止的B物体，A、B物体相距最近时，两物体速度必相等(此时弹簧最短，其压缩量最大)。 2、质量均为2kg的物体A、B，在B物体上固定一轻弹簧,则A以速度6m/s碰上弹簧并和速度为3m/s的B相碰,则碰撞中AB相距最近时AB的速度为多少?弹簧获得的最大弹性势能为多少？ 课堂练习 （2）物体A以速度V0滑到静止在光滑水平面上的小车B上，当A在B上滑行的距离最远时，A、B相对静止， A、B两物体的速度必相等。 A B V0 3、质量为M的木板静止在光滑的水平面上，一质量为m的木块（可视为质点）以初速度V0向右滑上木板，木板与木块间的动摩擦因数为μ ，求：木板的最大速度？ m M V0 课堂练习 （3）质量为M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，一质量为M的小球以速度V0向滑块滚来，设小球不能越过滑块，则小球到达滑块上的最高点时（即小球的竖直向上速度为零），两物体的速度肯定相等。 4、如图所示，质量为M的滑块静止在光滑的水平桌面上，滑块的光滑弧面底部与桌面相切，一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来，设小球不能越过滑块，则小球到达最高点时，小球与滑块的速度各是多少？ 课堂练习 *