16.4《碰撞.ppt

* * 16.4《碰撞》 (1)时间特点：在碰撞现象中，相互作用时间很短． (2)相互作用力的特点：在碰撞过程中物体间的相互作用力是变力，作用时间短，作用力很大，且远远大于系统的外力，满足动量近似守恒的条件，故均可用动量守恒定律来处理． 一 碰撞的特点 (3)在碰撞过程中，没有其他形式的能转化为机械能，则系统碰撞后的总机械能不可能大于碰撞前系统的总机械能．即E前≥E后 (4)位移特点：由于碰撞过程是在一瞬间发生的，时间极短，所以，在物体发生碰撞瞬间，可认为物体在碰撞前后仍在同一位置，但速度发生了突变． 碰撞过程中动量守恒、动能守恒。 —弹性碰撞 二 弹性碰撞与非弹性碰撞 思考与讨论 在本章第一节开始的演示中，一个钢球与另一个静止的钢球相碰，如果两个钢球的质量相等，第一个钢球停止运动，第二个钢球能摆到同样的高度，说明这个碰撞过程中没有能量损失，碰撞过程能量守恒。 思考：是不是所有的碰撞机械能都守恒？ 如图，两个物体的质量都是m，碰撞以前一个物体静止，另一个以速度v向它撞去。碰撞以后两个物体粘在一起，成为一个质量为2m的物体，以速度v’继续前进。 这个碰撞过程中能量（总动能）守恒吗？ 可以先根据动量守恒定律求出碰撞后的共同速度v’，用v表示它，然后分别计算碰撞前后的总动能。 碰撞过程中动量守恒 mv=2mv/ v/=v/2 碰前动能:Ek=mv2/2 碰后动能：E/k=mv/2/2=mv2/8 碰撞过程中动量守恒、动能不守恒。 碰撞过程中有机械能损失的，是非弹性碰撞；碰撞后两物体粘在一起的碰撞叫完全非弹性碰撞。这种碰撞机械能损失最大。 2．非弹性碰撞 (1)非弹性碰撞：受非弹性力作用，使部分机械能转化为内能的碰撞称为非弹性碰撞。 (2)完全非弹性碰撞：是非弹性磁撞的特例，这种碰撞的特点是碰后粘在—起(或碰后具有共同的速度)，其动能损失最大。 注意：碰撞后发生永久性形变、粘在一起、摩擦生热等的碰撞往往为非弹性碰撞。 1．弹性碰撞 在弹性力作用下，碰撞过程只产生机械能的转移，系统内无机械能的损失的碰撞，称为弹性碰撞。 举例：通常情况下的钢球、玻璃球等坚硬物体之间的碰撞及分子、原子等之间的碰撞皆可视为弹性碰撞。 三 研究弹性碰撞 讨论（一） 讨论（二） 讨论（三） 如图所示，质量为M的重锤自h高度由静止开始下落，砸到质量为m的木楔上没有弹起，二者一起向下运动．设地层给它们的平均阻力为F，则木楔可进入的深度L是多少？ 【思考】 第一阶段，对重锤有： 第二阶段，对重锤及木楔有 Mv+0=（M+m）v / 第三阶段，对重锤及木楔有 练习：设质量为m的子弹以初速度v0射向静止在光滑水平面上的质量为M的木块，并留在木块中不再射出，子弹钻入木块深度为d。求木块对子弹的平均阻力的大小和该过程中木块前进的距离。 四 碰撞的规律: 1. 遵循动量守恒定律 2. 能量不会增加. 3. 物体位置不突变. 4. 碰撞只发生一次. 内力远大于外力. 只有弹性碰撞的动能守恒. 但速度可以突变. 在没有外力的情况下,不是分离就是共同运动. (碰撞过程两物体产生的位移可忽略) 在光滑水平面上，有A、B两个小球向右沿同一直线运动，取向右为正，两球的动量分别是pA=5kgm/s，pB=7kgm/s，如图所示．若能发生正碰，则碰后两球的动量增量△pA、△pB可能是??（ ） A．△pA=-3kgm/s；△pB =3kgm/s B．△pA=3kgm/s；△pB =3kgm/s C．△pA= -10kgm/s；△pB =10kgm/s D．△pA=3kgm/s；△pB = -3kgm/s A 【思考】 2.在爆炸过程中，因有其他形式能转化为动能，所以系统的动能会增加；在碰撞过程，如果没有动能损失，碰撞前与碰撞后总动能相等；如果有部分动能转化为内能，系统的总动能减小，系统的总动能是不可能增加的. 五 碰撞与爆炸 1.共同特点：相互作用力是变力，作用时间极短、作用力很大，如果有外力、内力远大于外力.均可以应用动量守恒定律 六 对心碰撞和非对心碰撞 1．对心碰撞 两球碰撞时，碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在同—条直线上，碰撞之后两球的速度仍沿着这条直线，这种碰撞称为对心碰撞，也叫正碰。 注意：发生对心碰撞的两个物体，碰撞前后的速度都沿同一条直线，它们的动量也都沿这条直线，在这个方向上动量守恒。 2．非对心碰撞 两球碰撞时，碰撞之前的运动速度与两球心的连线不在同—条直线上，碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线。这种碰撞称为非对心碰撞，也叫斜碰。斜碰也遵循动量守恒定律，但情况较复杂，中学阶段不作要求。 七、 应用：碰撞中的临界问题