1.碰撞 (2).ppt

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1、第3节 碰撞 实验一部物理组：王博一、碰撞一、碰撞1.1.碰撞的定义：碰撞的定义：是指相对运动的物体相遇时，在极是指相对运动的物体相遇时，在极短的时间内他们的运动状态发生显著变化的过程。短的时间内他们的运动状态发生显著变化的过程。2.2.碰撞的特点：碰撞的特点：时间特点：时间特点：碰撞现象中，相互作用的时间极短，相对碰撞现象中，相互作用的时间极短，相对于物体运动的全过程可忽略不计；于物体运动的全过程可忽略不计；相互作用特点：相互作用特点：在碰撞过程中，系统内力远大于系统在碰撞过程中，系统内力远大于系统外力；外力；位移特点：位移特点：在碰撞过程中，由于在极短的时间内物体在碰撞过程中，由于在极短的

2、时间内物体的速度发生变化，物体发生的位移极小，可认为碰撞的速度发生变化，物体发生的位移极小，可认为碰撞前后物体处于同一位置。前后物体处于同一位置。碰撞过程中，系统的内力远大于外力，碰撞过程中，系统的内力远大于外力，碰撞系统满足碰撞系统满足动量守恒定律动量守恒定律碰撞过程中的能量如何变化？碰撞过程中的能量如何变化？3 3、碰撞过程的分析、碰撞过程的分析接触阶段：接触阶段：两球对心接近运动两球对心接近运动形变产生：形变产生：两球相互挤压，最后速度相同。两球相互挤压，最后速度相同。形变恢复：形变恢复：（1 1）形变完全恢复）形变完全恢复 （2 2）形变不能够完全恢复）形变不能够完全恢复 （3 3）形

3、变完全不恢复）形变完全不恢复机械能守恒机械能守恒机械能损失机械能损失机械能损失最大机械能损失最大二、碰撞的分类二、碰撞的分类1 1、弹性碰撞弹性碰撞:碰撞过程中机械能守恒；通碰撞过程中机械能守恒；通常情况下，钢球、玻璃球、弹性球等物体之常情况下，钢球、玻璃球、弹性球等物体之间的碰撞以及分子、原子等微观粒子之间的间的碰撞以及分子、原子等微观粒子之间的碰撞；碰撞；2 2、非弹性碰撞、非弹性碰撞:碰撞过程中机械能不守恒；木制品碰撞过程中机械能不守恒；木制品3 3、完全完全非弹性碰撞：碰撞后两物体粘合在一起，非弹性碰撞：碰撞后两物体粘合在一起，以共同速度运动，这种情况以共同速度运动，这种情况机械能损失

4、机械能损失最大最大（橡皮泥球）。（橡皮泥球）。从从能量变化能量变化角度：角度：1 1、对心碰撞、对心碰撞正碰：正碰：2 2、非对心碰撞、非对心碰撞斜碰：斜碰：碰前运动速度与两球心连线处于同一直线上碰前运动速度与两球心连线处于同一直线上 碰前运动速度与两球心连线不在同一直线上碰前运动速度与两球心连线不在同一直线上从从速度变化方向速度变化方向角度：角度：3 3、散射、散射 在粒子物理和核物理中，在粒子物理和核物理中，常常使一束粒子射入物体，粒常常使一束粒子射入物体，粒子与物理中的微粒碰撞。微观子与物理中的微粒碰撞。微观粒子相互接近时并不像宏观物粒子相互接近时并不像宏观物体那样体那样“接触接触”，因

5、此，微观粒，因此，微观粒子的碰撞又叫做子的碰撞又叫做散射散射。三、弹性碰撞三、弹性碰撞v v0 0静止静止A AB BA AB Bv v1 1v v2 2a a.当当m m1 1m m2 2时，时，v v1 1=0;=0;v v2 2=v v0 0 等质量，换速度；等质量，换速度；b b.当当m m1 1m m2 2时，时，v v1 10 0;v v2 20 0大碰小，一起跑；大碰小，一起跑；c c.当当m m1 1m m2 2时，时，v v1 10 0;v v2 20 0小碰大，要反弹。小碰大，要反弹。d d.当当m m1 1m m2 2时，时，v v1 1 v v0 0;v v2 2 2

6、2v v0 0e e.当当m m1 1m m2 2时，时，v v1 1 v v0 0;v v2 2 0 0v v0 0静止静止A AB BA AB Bv v1 1v v2 2动量守恒动量守恒动能不变动能不变m m1 1v v1010+m+m2 2v v2020=m=m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2 (1)(1)动量守恒动量守恒机械能不守恒机械能不守恒非弹性碰撞非弹性碰撞四、四、碰撞问题必须满足的三个关系碰撞问题必须满足的三个关系动量守恒：动量守恒：p1+p2=p1/+p2/动能不增加：动能不增加：或或速度要合理：速度要合理：碰撞前，后面物体的速度大于前面物体的速度：碰撞前，后面物

7、体的速度大于前面物体的速度：v1v2碰撞后，后面物体的速度小于等于前面物体的速度：碰撞后，后面物体的速度小于等于前面物体的速度：或或例例1 1：质量相等的：质量相等的A A、B B两球在光滑水平面上沿同两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，一直线、同一方向运动，A A球的动量球的动量P PA A=9kgm/s=9kgm/s，B B球的动量球的动量P PB B=3kgm/s=3kgm/s，当，当A A球追上球追上B B球时发生碰撞，球时发生碰撞，则碰撞后则碰撞后A A、B B两球动量的可能值为两球动量的可能值为A AB BC CD D【答案答案】A例例2 2：质量为质量为m m速度为速度为

8、v v的的A A球，跟质量为球，跟质量为3m3m的静的静止止B B球发生正碰，碰撞可能是弹性，也可能非球发生正碰，碰撞可能是弹性，也可能非弹性，碰后弹性，碰后B B球的速度可能是以下值吗？球的速度可能是以下值吗？（A A）0.60.6v v (B)(B)0.40.4v v (C)(C)0.20.2v v解：解：B B球速度的最小值发生在完全非弹性碰撞情形球速度的最小值发生在完全非弹性碰撞情形由动量守恒：由动量守恒：B B球速度的最大值发生在弹性碰撞时：球速度的最大值发生在弹性碰撞时：所以，只有所以，只有0.40.4v v是速度可能值是速度可能值例题例题3 3：在光滑水平面上有三个完全相同的小球

9、，它们：在光滑水平面上有三个完全相同的小球，它们排成一条直线，排成一条直线，2 2、3 3小球静止并靠在一起，小球静止并靠在一起，1 1小球以速小球以速度度v v0 0 碰向它们，如图所示。设碰撞中不损失机械能，碰向它们，如图所示。设碰撞中不损失机械能，则碰后三个小球的速度可能是则碰后三个小球的速度可能是思考：碰撞与爆炸有什么区别呢？思考：碰撞与爆炸有什么区别呢？机械能增加机械能增加（1 1）另一块爆炸后瞬时的速度的大小；）另一块爆炸后瞬时的速度的大小；（2 2）爆炸过程中系统增加的机械能。）爆炸过程中系统增加的机械能。例例5 5：质量为质量为m m1 1=1.0kg=1.0kg和和m m2

10、2(未知未知)的两个物体在光滑的水的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其平面上正碰，碰撞时间不计，其t(t(位移时间位移时间)图象图象如图所示，试通过计算回答下列问题：如图所示，试通过计算回答下列问题：（1 1）m m2 2等于多少千克等于多少千克?（2 2）质量为）质量为m m1 1的物体在碰撞过程中动量变化量是多少？的物体在碰撞过程中动量变化量是多少？（3 3）碰撞过程是弹性碰撞还是非弹性碰撞？）碰撞过程是弹性碰撞还是非弹性碰撞？一、碰撞一、碰撞 碰撞的特点碰撞的特点二、碰撞的分类二、碰撞的分类 能量变化角度能量变化角度 速度变化角度速度变化角度三、弹性碰撞和非弹性碰撞三、弹性碰撞和非弹性碰撞 四、碰撞问题必须满足的三个关系四、碰撞问题必须满足的三个关系 动量守恒动量守恒 动能不增加动能不增加 速度制约关系速度制约关系