【金牌学案】年高中物理 第十六章 4 碰撞课件 新人教选修35

4碰撞知识点1碰撞1．碰撞的特点(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先是__________，然后再__________，即相互作用力为_____，作用时间短，作用力很大，且远远大于系统的外力，即使系统所受外力之和不为零，外力也可以忽略，满足动量近似守恒的条件，故均可用动量守恒定律来处理．急剧增大急剧减小变力

(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．

(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_______________，即认为物体在碰撞、爆炸前后仍在同一位置，但速度发生了突变．2．碰撞过程应满足的条件(1)系统的总动量守恒．Ek1′＋Ek2′≤Ek1＋Ek2

(2)系统的机械能不增加，即_______________________. (3)符合实际情况，如碰后两者同向运动，应有v前>v后，若不满足，则该碰撞过程不可能．忽略物体的位移碰撞爆炸不同点碰撞过程中没有其他形式的能转化为机械能，系统的动能不会增加爆炸过程中往往有化学能转化为动能，系统的动能增加相同点时间特点相互作用时间很短相互作用力的特点物体间的相互作用力先是急剧增大，然后再急剧减小，平均作用力很大系统动量 的特点系统的内力远远大于外力，外力可忽略不计，系统的总动量守恒位移特点由于碰撞、爆炸过程是在一瞬间发生的，时间极短，所以，在物体发生碰撞、爆炸的瞬间，可认为物体在碰撞、爆炸后仍在同一位置3．碰撞与爆炸的异同点

知识点2对心碰撞、非对心碰撞和散射

1．对心碰撞 如图16－4－1所示，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两球心的连线在_____________，碰撞之后两球的速度仍会沿着这条直线．这种碰撞称为正碰，也叫对心碰撞．

图16－4－1同一条直线上2．非对心碰撞

如图16－4－2所示，一个运动的球与一个静止的球碰撞，如果碰撞之前球的运动速度与两球心的连线不在同一条直线上，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．图16－4－23．散射(1)定义：微观粒子相互接近时并不发生直接接触而发生的碰撞．(2)散射方向：由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小，所以多数粒子碰撞后飞向四面八方．

知识点3弹性碰撞和非弹性碰撞

1．弹性碰撞 如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞，如图16－4－3所示碰撞中，由动量守恒得m1v1

＝m1v1′＋图16－4－3

2．非弹性碰撞

(1)如果碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞．

(2)若两个物体碰撞时成为一个整体，即它们相对静止，这样的碰撞叫做完全非弹性碰撞，如图16－4－3所示发生完全非弹性碰撞，则有动量守恒m1v1＝(m1＋m2)v；碰撞损失机械能3．碰撞中的的临界问题题相互作用的的两个物体体在很多情情况下可当当做碰撞处处理，那么么对相互作用用中两物体体相距恰““最近”、、相距恰““最远”或或恰上升到“最高点点”等一类临临界问题，求求解的关键都都是“速度相相等”，相当于于完全非弹性性碰撞模型．．具体分析如如下：(1)在图16－4－4中，光滑水平平面上的A物体以速度v去撞击静止的B物体，A、B两物体相距最最近时，两物物体速度必定定相等，此时弹弹簧最短，其其压缩量最大大．图16－4－4(2)在图16－4－5中，光滑水平平面上有两个个带同种电荷荷的物体A、B，当其中一个个A以速度v向静止的另一一个B靠近的过程中(设A、B不会接触)，当两者相距距最近时，二二者速度必定定相等．图16－4－5(3)在图16－4－6中，物体A以速度v0滑上静止在光光滑水平面上的小车车B，当A在B上滑行的距离离最远时，A、B相对静止，A、B两物体的速度度必定相等．．图16－4－6(4)在图16－4－7中，质质量为为M的滑块块静止止在光光滑水水平面面上，滑滑块的的光滑滑弧面面底部部与桌桌面相相切，，一个个质量量为m的小球球以速度v0向滑块块滚来来，设设小球球不能能越过过滑块块，则则小球球到达达滑块块上的最高高点时时(即小球球的竖竖直速速度为为零)，两物物体的的速度度必定定相等等(方向为为水平平向右右)．图16－4－7(5)在图16－4－8中，光光滑水水平杆杆上有有一质质量为为m的环，，通过一一长为为L的轻绳绳与M相连，，现给给M以瞬时时水平平速度度v0.(设M上升最最高不不超过过水平平杆)，则M上升最最高时时，m、M速度必必定相等．．图16－4－8图16－4－9(1)A物体获获得的最最大速速度；；(2)弹簧压压缩最最大时时B物体的的速度度．1.(2011年惠州州三模模)如图16－4－10示，质质量M＝2kg的长木木板B静止于于光滑滑水平平面上上，B的右边边放有有竖直直固定定挡板板，B的右端端距离离挡板s.现有一一小物物体A(可视为为质点点)质量为为m＝1kg，以初初速度度v0＝6m/s从B的左端端水平平滑上上B.已知A与B间的动动摩擦擦因数数μ＝0.2，A始终未滑滑离B，B与竖直直挡板板碰前前A和B已相对对静止止，B与挡板板的碰碰撞时间极极短，，碰后后以原原速率率弹回回．求求：图16－4－10(1)B与挡板板相碰碰时的的速度度大小小．(2)s的最最短短距距离离．．解：：(1)设B与挡挡板板相相碰碰时时的的速速度度大大小小为为v1，由由动动量量守守恒恒定定律mv0＝(M＋m)v1解得得v1＝2m/s(2)A与B刚好好共共速速时时B到达达挡挡板板，，此此时时s最短短，，由由牛牛顿顿第第二定定律律，，B的加加速速度度题型型1一般般碰碰撞撞问问题题的的分分析析与与判判断断【例题题】(双选选)半径径相相等等的的两两只只小球球甲甲和和乙乙，，在在光光滑滑水水平平面上上沿沿同同一一直直线线相相向向运运动动，，若若甲甲球球质质量量大大于于乙乙球球质质量量，，碰碰撞撞前前两球的动动能相等等，则碰碰撞后两两球的运运动状态态可能是是()A．甲球速速度为零零而乙球球速度不不为零B．乙球速速度为零零而甲球球速度不不为零C．两球速速度均不不为零D．两球速速度方向向均与原原方向相反，两两球动能能仍相等等若碰后甲甲球运动动而乙球球静止，，则甲球球只能反反向运动动，即碰碰后系统总总动量与与碰前系系统总动动量方向向相反，，违反动动量守恒恒定律，，可知选项项B错误．若碰后甲甲、乙均均运动，，只要系系统总动动量(矢量)与碰前系系统总动量(矢量)相等，即即可满足足动量守守恒定律律，所以以选项C正确．若碰后两两球均反反向运动动且动能能相等，，则碰后后总动量量方向必必将与碰前前系统总总动量方方向相反反，不满满足动量量守恒定定律，所所以选项D错误．答案：AC规律总结结：有关判断断A、B碰撞前后后的动量量(或速度)可能值，，应同时满满足三个个条件：：①动量量守恒，，碰前谁的动量量大，碰碰撞中谁就占主主动；②能量不增增加；③③碰撞后后两球在在一条直直线上同同向运动，后一球球的速度度不可以以大于前前一个球球的运动动速度．．本题就就是这种应应用的较较为典型型的问题题．解决决此类问问题，一一定要三三个条件逐一对对照．1．甲、乙乙两铁球球质量分分别是m1＝1kg、m2＝2kg，在光滑滑平面上沿沿同一直直线运动动，速度度分别是是v1＝6m/s、v2＝2m/s.甲追)上乙发生生正碰后后两物体体的速度度有可能能是(A．v1′＝7m/s，v2′＝1.5m/sB．v1′＝2m/s，v2′＝4m/sC．v1′＝3.5m/s，v2′＝3m/sD．v1′＝4m/s，v2′＝3m/s解析：选项A和B均满足动动量守恒恒定律，，但选项项A碰后总动能大于于碰前总总动能，，选项A错误，B正确；选选项C不满足动动量守恒定定律，C错误；选选项D满足动量量守恒定定律，且且碰后总总动能小于碰前总总动能，但碰碰后甲球速度度大于乙球速速度，不合理理，D错误．答案：B题型2碰撞过程中的的临界问题【例题】在列车编组站站里，一辆m1＝1.8×104kg的货车在平直轨道上以以v1＝2m/s的速度运动，，碰上一辆m2＝2.2×104kg的静止的货车车，它们碰撞撞后接合在一一起继续运动动，求运动的的速度．答案：0.9m/s规律总结：①解答本题要弄清几个关键键点：一是系系统在相互作用过程中中是否符合能能量守恒的条条件，是符合合的哪一条；；二是弄清系统相相互作用过程程的两态，特特别是对“作用前”和“作用后”的理解解要强调“刚要碰时”和“刚结束时”．②本题属于两物物体碰撞后结结合在一起的情况，这这种碰撞常称为完全非弹弹性碰撞．类类似这