弹性碰撞和非弹性碰撞(共7页).doc
《弹性碰撞和非弹性碰撞(共7页).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《弹性碰撞和非弹性碰撞(共7页).doc(7页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上【本讲教育信息】一. 教学内容:1、弹性碰撞和非弹性碰撞2、反冲运动与火箭3、用动量概念表示牛顿第二定律二、知识归纳、总结:(一)弹性碰撞和非弹性碰撞1、碰撞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显著变化的过程。2、碰撞的分类(按机械能是否损失分类)(1)弹性碰撞:如果碰撞过程中机械能守恒,即为弹性碰撞。(2)非弹性碰撞:碰撞过程中机械能不守恒的碰撞。3、碰撞模型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”,具体分析如下:(1)
2、如图所示,光滑水平面上的A物体以速度v去撞击静止的B物体,A、B两物体相距最近时,两物体速度必定相等,此时弹簧最短,其压缩量最大。(2)如图所示,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两物体的速度必定相等。(3)如图所示,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,则小球到达滑块上的最高点时(即小球竖直方向上的速度为零),两物体的速度肯定相等(方向为水平向右)。(二)对心碰撞和非对心碰撞1、对心碰撞碰撞前后物体的速度都在同一条直线上的碰撞,又称正碰。 2
3、、非对心碰撞碰撞前后物体的速度不在同一条直线上的碰撞。3、散射指微观粒子的碰撞。(三)反冲反冲运动(1)定义:原来静止的系统,当其中一部分运动时,另一部分向相反方向的运动 ,就叫做反冲运动。(2)原理:反冲运动的基本原理仍然是动量守恒定律,当系统所受的外力之和为零或外力远远小于内力时,系统的总量守恒,这时,如果系统的一部分获得了某一方向的动量,系统的剩余部分就会在这一方向的相反方向上获得同样大小的动量。(3)公式:若系统的初始动量为零,则动量守恒定律形式变为:0=m1v1+ m2v2.此式表明,做反冲运动的两部分,它们的动量大小相等,方向相反,而它们的速率则与质量成反比。(4)应用:反冲运动有
4、利也有害,有利的一面我们可以应用,比如农田、园林的喷灌装置、旋转反击式水轮发电机、喷气式飞机、火箭、宇航员在太空行走等等。反冲运动不利的一面则需要尽力去排除,比如开枪或开炮时反冲运动对射击准确性的影响等。(四)火箭1、火箭:现代火箭是指一种靠喷射高温高压燃气获得反作用向前推进的飞行器。2、火箭的工作原理:动量守恒定律 当火箭推进剂燃烧时,从尾部喷出的气体具有很大的动量,根据动量守恒定律,火箭获得大小相等、方向相反的动量,因而发生连续的反冲现象,随着推进剂的消耗。火箭的质量逐渐减小,加速度不断增大,当推进剂燃尽时,火箭即以获得的速度沿着预定的空间轨道飞行。3、火箭飞行能达到的最大飞行速度,主要决
5、定于两个因素:(1)喷气速度:现代液体燃料火箭的喷气速度约为2.5km/s,提高到34km/s需很高的技术水平。 (2)质量比(火箭开始飞行的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比),现代火箭能达到的质量比不超过10。(五)用动量概念表示牛顿第二定律1、牛顿第二定律的动量表达式2、动量变化率反映动量变化的快慢,大小等于物体所受合力。3、冲量在物理学中,冲量的概念是反映力对时间的积累效果,不难想像,一个水平恒力作用在放置于光滑水平面上的物体,其作用时间越长,速度的改变越大,表明力的累积效果越大,在物理学中,力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量。(1)定义:作用在物体上的力和力的作用时间的乘积,叫做该力对
6、物体的冲量。(2)公式:常用符号I表示冲量,即I=Ft。(3)单位:在国际单位制中,力F的单位是N,时间t的单位是s,所以冲量的单位是Ns,动量与冲量的单位关系是:1Ns=1kgm/s,但要区别使用。如果力的方向是恒定的,则冲量的方向与力的方向相同,如果力的方向是变化的,则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。冲量的运算服从平行四边形定则,如果物体所受的每一个外力的冲量都在同一条直线上,那么选定正方向后,每一个力的冲量的方向可以用正、负号表示,此时冲量的运算就可简化为代数运算。冲量描述的是力F对作用时间t的累积效果,力越大,作用时间越长,冲量就越大。冲量是一个过程量,讲冲量必须明确研
7、究对象和作用过程,即必须明确是哪个力在哪段时间内对哪个物体的冲量。计算冲量时,一定要明确是计算分力的冲量还是合力的冲量,如果是计算分力的冲量还必须明确是哪个分力的冲量。在Ft图象下的面积,数值上等于力的冲量,如图1所示,若求变力的冲量,仍可用“面积法”表示,如图2所示。图1图24、动量定理(1)内容:物体在一个过程中始、末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量。(2)表达式:I=pp或F合t=mvmv.(3)推导:设质量为m的物体在合外力F作用下沿直线运动,经过时间t,速度由v变为v,则由F合=ma和a=【典型例题】例1、质量为m1的物体,以速度v1与原来静止的物体m2发生完全弹性碰撞,如
8、图所示,设碰撞后它们的速度分别为和,试用m1、m2、v1表示和。分析:碰撞过程都要遵守动量守恒定律,据此可以列出包含上述各已知量和未知量的方程,弹性碰撞中没有机械能损失,于是可以列出另一个方程,两个方程联立,把和作为未知量解出来就可以了。解:根据动量守恒定律:m1v1= m1+m2,根据完全弹性碰撞过程中机械能守恒有由以上两式解得碰撞结束时m1的速度 m2的速度 讨论:(1)当m1=m2,即两物体的质量相等时,由两式得即两者交换速度。(2)当m1m2,即第一个物体的质量比第二个物体大得多时,m1m2m1,m1+m2m1,由式得(3)当m1m2时,即第一个物体的质量比第二个物体小得多时,m1m2
9、m2,0,由式得例2、如图所示,小车静止在光滑水平面上,两个质量相等的人A和B,分别站在车的两端,A向前跳后B再向后跳,且两个人跳离车时对地的速度相等,则下列说法中正确的是( )A、两个人跳车后,车向后以一定速度运动,A、B受到的冲量一样大B、两个人跳车后,车向前以一定速度运动,A、B受到的冲量一样大C、两个人跳车后,车速为零,B受到的冲量大些D、两个人跳车后,车速为零,A受到的冲量大些分析:不少同学没有通过分析和推证,就以为:既然B在A后跳,由于反冲,车最终应向前运动;既然质量相等的A、B两个人以相等的对地速率跳离车,由于动量相等,于是两人所受的冲量大小相等,因此错选了B。解:选地作参考系,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 弹性 碰撞
限制150内