高中物理 第十六章 动量守恒定律 第4节 碰撞课件 新人教版选修35.ppt

第十六章 动量守恒定律 第四节碰撞 学习目标 知识导图 课前预习 1 弹性碰撞如果碰撞过程中 守恒 这样的碰撞叫做弹性碰撞 2 非弹性碰撞 1 非弹性碰撞 如果碰撞过程中 不守恒 这样的碰撞叫做非弹性碰撞 2 完全非弹性碰撞 是非弹性碰撞的特例 这种碰撞的特点是碰后 或碰后具有共同的速度 其动能损失 知识点1 弹性碰撞和非弹性碰撞 机械能 机械能 粘在一起 最大 1 对心碰撞 正碰 一个运动的球与一个静止的球碰撞 碰撞之前球的运动速度与 的连线在同一条直线上 碰撞之后两球的速度仍会沿着 2 非对心碰撞一个运动的球与一个静止的球碰撞 碰撞之前球的运动速度与 的连线不在同一条直线上 碰撞之后两球的速度都会 原来两球心的连线 知识点2 对心碰撞与非对心碰撞 两球心 这条直线 两球心 偏离 1 定义微观粒子碰撞时 微观粒子相互接近时并不象宏观物体那样 而发生的碰撞 2 散射方向由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率 所以多数粒子碰撞后飞向四面八方 知识点3 散射 相互接触 很小 判一判 1 两物体间发生瞬间碰撞 动量一定守恒 动能可能不守恒 2 两物体间发生碰撞 动量和动能都守恒 3 两物体发生斜碰时 动量不守恒 4 微观粒子的散射现象的发生是因为粒子与物质微粒发生了对心碰撞 5 碰撞后 两个物体粘在一起 动量是守恒的 但机械能损失是最大的 选一选 山东省淄博市淄川中学2016 2017学年高二下学期期中 质量为ma 1kg mb 2kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞 碰撞前后两球的位移 时间图象如图所示 则可知碰撞属于 a 弹性碰撞b 非弹性碰撞c 完全非弹性碰撞d 条件不足 不能确定 a 想一想 五个完全相同的金属球沿直线排列并彼此邻接 把最左端的小球拉高释放 撞击后发现最右端的小球摆高 而其余四球不动 你知道这是为什么吗 答案 由于小球发生了弹性碰撞 碰撞中的动量和动能都守恒 发生了速度 动能的 传递 课内探究 如图所示 取一只乒乓球 在球上挖一个圆孔 向球内填进一些橡皮泥或碎泡沫塑料放在桌子的边缘处 将玩具枪平放在桌面上 瞄准球的圆孔 扣动扳机 让子弹射入孔中 与乒乓球一同水平抛出 只需测出球的质量m 子弹的质量m 桌面的高度h和乒乓球落地点离桌子边缘的水平距离s 就可估算出玩具枪子弹的射出速度v 你能推导出计算v的表达式吗 试着做一下这个实验 答案 能 探究一碰撞的特点和分类 1 碰撞的种类及特点 2 碰撞和爆炸的比较 特别提醒 1 当遇到两物体发生碰撞的问题 不管碰撞环境如何 要首先想到利用动量守恒定律 2 对心碰撞是同一直线上的运动过程 只在一个方向上列动量守恒方程即可 此时应注意速度正 负号的选取 2017年3月18日至26日 北京世界女子冰壶锦标赛在首都体育馆举行 图为比赛中中国队长王冰在最后一投中 将质量为19kg的冰壶抛出 运动一段时间后以0 4m s的速度正碰静止的瑞典冰壶 然后中国队冰壶以0 1m s的速度继续向前滑向大本营中心 若两冰壶质量相等 求 1 瑞典队冰壶获得的速度 2 试判断两冰壶之间的碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞 典例1 答案 1 0 3m s 2 非弹性碰撞 对点训练1 福建福州2017 2018学年高三模拟 如图所示 两滑块a b在光滑水平面上沿同一直线相向运动 滑块a的质量为m 速度大小为2v0 方向向右 滑块b的质量为2m 速度大小为v0 方向向左 两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是 a a和b都向左运动b a和b都向右运动c a静止 b向右运动d a向左运动 b向右运动 d 下图是马尔西发表的著作中的一幅插图 一颗大理石球对心撞击一排大小相等且同等质料的小球时 运动将传递给最后一个小球 其余的小球毫无影响 你能解释这是为什么吗 提示 该碰撞为弹性碰撞 满足动量守恒 动能守恒 碰后速度 交换 探究二分析碰撞问题的 三个原则 3 速度要符合情景如果碰前两物体同向运动 则后面物体的速度大于前面物体的速度 即v后 v前 否则无法实现碰撞 碰撞后 原来在前的物体的速度一定增大 且原来在前的物体的速度大于或等于原来在后的物体的速度 即v前 v后 否则碰撞没有结束 如果碰前两物体是相向运动 则碰后 两物体的运动方向不可能都不改变 除非两物体碰撞后速度均为零 多选 湖北省黄冈市黄梅二中2016 2017学年高二下学期期中 如图所示 在光滑水平面上 有a b两个小球 a球动量为10kg m s b球动量12kg m s a球追上b球并相碰 碰撞后 a球动量变为8kg m s 方向没变 则a b两球质量的比值可能为 a 0 5b 0 6c 0 65d 0 75 典例2 bc 解题指导 此类碰撞问题要考虑三个因素 碰撞中系统动量守恒 碰撞过程中系统动能不增加 碰前 碰后两个物体的位置关系 不穿越 对点训练2 如图所示 在光滑的水平面上有一质量为0 2kg的小球以5 0m s的速度向前运动 与质量为3 0kg的静止木块发生碰撞 假设碰撞后木块的速度是v木 1m s 则 a v木 1m s这一假设是合理的 碰撞后球的速度为v球 10m sb v木 1m s这一假设是不合理的 因而这种情况不可能发生c v木 1m s这一假设是合理的 碰撞后小球被弹回来d v木 1m s这一假设是可能发生的 但由于题给条件不足 v球的大小不能确定 b 解析 假设这一过程可以实现 根据动量守恒定律得m1v m1v1 m2v木 代入数据解得v1 10m s 这一过程不可能发生 因为碰撞后的机械能增加了 素养提升 弹性碰撞的一动一静模型a球碰撞原来静止的b球 江西省南康中学2016 2017学年高二下学期期中 如图所示 b c d e f 5个小球并排放置在光滑的水平面上 b c d e 4个球质量相等 而f球质量小于b球质量 a球的质量等于f球质量 a球以速度v0向b球运动 所发生的碰撞均为弹性碰撞 则碰撞之后 a 5个小球静止 1个小球运动b 4个小球静止 2个小球运动c 3个小球静止 3个小球运动d 6个小球都运动 案例 c 解析 a球与b球相碰时 由于a质