物体的碰撞PPT课件

1、一、历史上对碰撞问题的研究一、历史上对碰撞问题的研究 1.1.最早发表有关碰撞问题研究成果的是布拉最早发表有关碰撞问题研究成果的是布拉格大学校长、物理学教授格大学校长、物理学教授马尔西马尔西。第1页/共22页一、历史上对碰撞问题的研究一、历史上对碰撞问题的研究 3.3.近代近代, ,通过高能粒子的碰撞通过高能粒子的碰撞, ,发现新粒子。发现新粒子。（19251925年，年，19351935年，年，19951995年，诺贝尔奖年，诺贝尔奖）1.1.最早发表有关碰撞问题研究成果的是布最早发表有关碰撞问题研究成果的是布拉格大学校长、物理学教授拉格大学校长、物理学教授马尔西马尔西。（16391639年

2、年）2.2.伽利略、马利特、伽利略、马利特、 牛顿、笛卡儿、惠牛顿、笛卡儿、惠更斯等先后进行实验，逐渐归纳成系统更斯等先后进行实验，逐渐归纳成系统理论，总结出规律。理论，总结出规律。第2页/共22页二、生活中的各种碰撞现象二、生活中的各种碰撞现象 第3页/共22页第4页/共22页三三. .认识碰撞认识碰撞 1.1.碰撞碰撞定义定义: : 两个或两个以上的物体在相遇的极短时两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非常大的相互作用。间内产生非常大的相互作用。因此其他外力一般可以忽略不计。因此其他外力一般可以忽略不计。2.2.碰撞碰撞特点特点: :（1 1）相互作用时间短）相互作用时间短（2 2）

3、作用力变化快）作用力变化快（3 3）作用力峰值大）作用力峰值大第5页/共22页（1 1）正碰：）正碰：物体碰撞时速度沿着连心线方向。物体碰撞时速度沿着连心线方向。（2 2）斜碰：）斜碰：物体碰撞时的速度不在两球的物体碰撞时的速度不在两球的连心线上。连心线上。从碰撞方向来分：从碰撞方向来分：3.3.碰撞碰撞分类分类: : 第6页/共22页正碰正碰（对心对心碰撞）碰撞）斜碰斜碰（非非对心对心碰撞）碰撞）VV第7页/共22页 要研究碰撞问题，应从物理本质上区分各种不同的碰撞，为此，我们首先考虑碰撞前后物体能量的变化。第8页/共22页实验与探究：实验与探究： 实验1：同一高度释放不同材料制成的小球。看

4、到反弹的高度一样吗？ 得到什么结论？那不同弹性的物体间碰撞的物理本质的区别是什么呢？ 实验2：两球碰撞（P4）点击第9页/共22页(1)弹性碰撞： 碰撞后形变能完全恢复,碰撞过程只产生机械能的转移，系统内没有能量损失,系统动能相等.从碰撞的能量来分：(2)非弹性碰撞: 碰撞后形变不能完全恢复,有一部分动能最终会转变为内能,碰撞前后系统的动能不相等.第10页/共22页(3)完全非弹性碰撞: 是非弹性磁撞的特例，碰撞后完全不反弹。特点：两物体碰撞后粘合在一起(或碰后具有共同的速度) ，这时系统动能损失最大。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。第11页/共22页二

5、二 课堂互助探究课堂互助探究1下列的碰撞各属于什么碰撞：如下图所示,光滑水平面上有质量相等的A和B两物体，B上装有一轻弹簧，B原来静止，A以速度v正对B滑行，当弹簧压缩到最短，再次复原的过程。属于_碰撞用细线悬挂一质量为M的木块,木块静止,如下左图所示现有一质量为m的子弹自左方水平地射穿此木块,穿透前后子弹的速度分别为v0和v属于属于_碰撞碰撞第12页/共22页如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内。属于属于_碰撞碰撞二二 课堂互助探究课堂互助探究第13页/共22页两两物物体体发发生生接接触触压缩过程压缩过程形变完全恢复形变完全恢复 形变部分恢

6、复形变部分恢复形变完全不恢复形变完全不恢复弹性碰撞弹性碰撞（动能守恒）（动能守恒）非弹性碰撞非弹性碰撞（动能转化为内（动能转化为内能等）能等）完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞（动能损失最大）（动能损失最大）动能转化动能转化为势能或为势能或势能和内势能和内能等能等势能转化为动能势能转化为动能内能不能逆转内能不能逆转内能不能逆转内能不能逆转 从碰撞的具体运动过程来看，各种碰撞都经历了如下过程： 总结归纳总结归纳第14页/共22页一、碰撞的定义：一、碰撞的定义：二、碰撞的特点：二、碰撞的特点：三、碰撞的分类：三、碰撞的分类： 弹性弹性碰撞：动能碰撞：动能没有损失（可恢复）没有损失（可恢复） 非弹性非弹性

7、碰撞：动能碰撞：动能有损失（部分恢复）有损失（部分恢复） 完全非弹性完全非弹性碰撞：动能碰撞：动能损失最大（不可恢复）损失最大（不可恢复）总结归纳总结归纳第15页/共22页P3P3讨论与交流讨论与交流是美国是美国科学与发明科学与发明杂志于本世纪杂志于本世纪3030年年代提出来的：代提出来的：“如果你左手握住一只鸡蛋如果你左手握住一只鸡蛋不动，右手拿一只鸡蛋去撞它（两只鸡蛋不动，右手拿一只鸡蛋去撞它（两只鸡蛋一样坚硬，而且都是用同一部分互相碰一样坚硬，而且都是用同一部分互相碰撞）。问哪一只鸡蛋更容易撞破？撞）。问哪一只鸡蛋更容易撞破？” 这这道智力测验题见报以后，编辑部收到读者道智力测验题见报以

8、后，编辑部收到读者来信堆积如山，答案五花八门。来信堆积如山，答案五花八门。 第16页/共22页美国公布的答案是：被撞破的鸡蛋多半是美国公布的答案是：被撞破的鸡蛋多半是“运动运动着的蛋着的蛋”，即去撞的那一只。，即去撞的那一只。解释是：解释是：“鸡蛋壳的形状是曲面的，在碰撞时对鸡蛋壳的形状是曲面的，在碰撞时对那只不动的鸡蛋所加的压力，是作用在蛋壳外面那只不动的鸡蛋所加的压力，是作用在蛋壳外面的。蛋壳像一切拱形的物体一样，很能承受住从的。蛋壳像一切拱形的物体一样，很能承受住从外面来的压力（外撞力），但是，作用在运动着外面来的压力（外撞力），但是，作用在运动着的蛋上的力，情形就完全两样了，运动着的蛋

9、黄的蛋上的力，情形就完全两样了，运动着的蛋黄和蛋白，在碰撞的那一霎那，要从内部压向蛋壳。和蛋白，在碰撞的那一霎那，要从内部压向蛋壳。而拱形的物体抗受这种压力（内撞力）的能力是而拱形的物体抗受这种压力（内撞力）的能力是比抗受外来压力的能力（外撞力）要低得多的，比抗受外来压力的能力（外撞力）要低得多的，因此蛋壳就破碎了。因此蛋壳就破碎了。”第17页/共22页前苏联的答案是：两只鸡蛋被撞破的概率一样。前苏联的答案是：两只鸡蛋被撞破的概率一样。解释是：解释是：“想用论断来确定互撞的两只鸡蛋哪一只应该被想用论断来确定互撞的两只鸡蛋哪一只应该被撞破，根本是不可能的，因为在去撞和被撞的鸡蛋之间，撞破，根本是

10、不可能的，因为在去撞和被撞的鸡蛋之间，并没有什么区别。我们不应该强调去撞的蛋是在运动，而并没有什么区别。我们不应该强调去撞的蛋是在运动，而被撞的蛋是不动的。被撞的蛋是不动的。”“”“说物体运动而不指出是跟哪一个说物体运动而不指出是跟哪一个物体的相对运动，那等于是一句废话。单独拿一个物体来物体的相对运动，那等于是一句废话。单独拿一个物体来说是无所谓运动的；要运动，至少要有两个物体说是无所谓运动的；要运动，至少要有两个物体相互相互接近或远离。刚才那一对互撞的鸡蛋都是在相同的运动状接近或远离。刚才那一对互撞的鸡蛋都是在相同的运动状态之下的：它们在互相接近态之下的：它们在互相接近关于它们的运动，我们能

11、关于它们的运动，我们能说的只有这些。至于碰撞的结果，却不因为我们喜欢把哪说的只有这些。至于碰撞的结果，却不因为我们喜欢把哪一只当作不动的哪一只当作在运动着的而有所不同。一只当作不动的哪一只当作在运动着的而有所不同。”第18页/共22页上面这两种不同的解释哪一个更令你满意呢？上面这两种不同的解释哪一个更令你满意呢？我们以为还是后者更有说服力。因为，按照日常生我们以为还是后者更有说服力。因为，按照日常生活中的打蛋方法，两只鸡蛋互相接近的速度并不快，活中的打蛋方法，两只鸡蛋互相接近的速度并不快，故完全符合故完全符合300多年前伽利略首先提出的多年前伽利略首先提出的“匀速运匀速运动和静止的相对性动和静

12、止的相对性”原理，也就是说，这两只蛋的原理，也就是说，这两只蛋的运动状态无任何区别，因而运动状态无任何区别，因而“哪一只蛋会被撞破哪一只蛋会被撞破”，对它们来说概率应当是相等的。你若是不信，不妨对它们来说概率应当是相等的。你若是不信，不妨一试，实验的结果定会令你满意。一试，实验的结果定会令你满意。据说有一个名叫伊凡洛夫的倔老头为了证明他的观据说有一个名叫伊凡洛夫的倔老头为了证明他的观点点被撞的那一只更容易破，竟然先后打破被撞的那一只更容易破，竟然先后打破500只鸡蛋！只鸡蛋！ 第19页/共22页 静止的鸡蛋先烂，因为动的鸡蛋于静止的鸡静止的鸡蛋先烂，因为动的鸡蛋于静止的鸡蛋碰撞时，由于惯性，动

13、蛋的蛋清会对动蛋的弹蛋碰撞时，由于惯性，动蛋的蛋清会对动蛋的弹壳有一定的推力，从而形成一定的缓冲，使动蛋壳有一定的推力，从而形成一定的缓冲，使动蛋的蛋壳受到的合外力不使很大，而静止的就不一的蛋壳受到的合外力不使很大，而静止的就不一样了，直接受到一个外界撞击力而使它破裂，样了，直接受到一个外界撞击力而使它破裂， 所所以静止的蛋先烂。以静止的蛋先烂。第20页/共22页研究撞蛋问题很有现实意义：研究撞蛋问题很有现实意义：因为在交通事故中人因为在交通事故中人脑的损伤状态，与那只脑的损伤状态，与那只“运动着的蛋运动着的蛋”颇为相似：颇为相似：若将人的头颅比鸡蛋，则颅骨就像蛋壳，脑浆就像若将人的头颅比鸡蛋，则颅骨就像蛋壳，脑浆就像蛋清，脑髓就像蛋黄。一旦头部受到强烈冲击，脑蛋清，脑髓就像蛋黄。一旦头部受到强烈冲击，脑髓就要撞击头盖骨内侧，因此很容易引起脑震荡或髓就要撞击头盖骨内侧，因此很容易引起脑震荡或者脑血冲；即使颅骨不破裂，脑髓也会受到损伤。者脑血冲；即使颅骨不破裂，脑髓也会受到损伤。一些骑摩托车的人以为只要戴上安全头盔，脑袋就一些骑摩托车的人以为只要戴上安全头盔，脑袋就不会受损伤了。然而，据