高中物理 1.3 動(dòng)量守恒定律在碰撞中的應(yīng)用 第1課時(shí)課件 粵教版選修3-5.ppt

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,,,高中物理·選修3-5·粵教版,第三節(jié) 動(dòng)量守恒定律在碰撞中的應(yīng)用,[目標(biāo)定位] 1.進(jìn)一步理解彈性碰撞和非彈性碰撞，會(huì)用動(dòng)量 和能量的觀點(diǎn)綜合分析解決一維碰撞問(wèn)題.2.了解動(dòng)量守恒定 律在研究粒子物理中的重要作用．,一、碰撞的特點(diǎn) 1．經(jīng)歷的時(shí)間______ 2．相互作用力______，物體速度變化______． 二、碰撞的分類 1．彈性碰撞：碰撞過(guò)程中兩物體的總動(dòng)量______、總動(dòng)能______．,很短,很大,明顯,守恒,相等,m1v1′＋m2v2′,2．非彈性碰撞：碰撞過(guò)程中兩物體的總動(dòng)量_____，總動(dòng)能_____ ． 3．完全非彈性碰撞：碰后兩物體粘在一起，碰撞過(guò)程中兩物體的總動(dòng)量_____ ，動(dòng)能損失最大．,守恒,減少,守恒,m1v1′＋m2v2′,一、對(duì)碰撞問(wèn)題的理解 1．碰撞 (1)碰撞時(shí)間非常短，可以忽略不計(jì)． (2)碰撞過(guò)程中內(nèi)力往往遠(yuǎn)大于外力，系統(tǒng)所受外力可以忽略不計(jì)，所以系統(tǒng)的動(dòng)量守恒． 2．三種碰撞類型 (1)彈性碰撞 動(dòng)量守恒：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′,推論：質(zhì)量相等，大小、材料完全相同的彈性小球發(fā)生彈性碰撞，碰后交換速度． (2)非彈性碰撞 動(dòng)量守恒：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′ 機(jī)械能減少，損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 |ΔEk|＝Ek初－Ek末＝Q,(3)完全非彈性碰撞 動(dòng)量守恒：m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v共 碰撞中機(jī)械能損失最多,【例1】 質(zhì)量分別為300 g和200 g的兩個(gè)物體在光滑的水平面上相向運(yùn)動(dòng)，速度分別為50 cm/s和100 cm/s. (1)如果兩物體碰撞并粘合在一起，求它們共同的速度大?。?(2)求碰撞后損失的動(dòng)能； (3)如果碰撞是彈性碰撞，求兩物體碰撞后的速度大?。?答案 (1)0.1 m/s (2)0.135 J (3)0.7 m/s 0.8 m/s 解析 (1)令v1＝50 cm/s＝0.5 m/s， v2＝－100 cm/s＝－1 m/s， 設(shè)兩物體碰撞后粘合在一起的共同速度為v， 由動(dòng)量守恒定律得m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v， 代入數(shù)據(jù)解得v＝－0.1 m/s，負(fù)號(hào)表示方向與v1的方向相反．,針對(duì)訓(xùn)練 (2014·江蘇卷)牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中記載，A、B兩個(gè)玻璃球相碰，碰撞后的分離速度和它們碰撞前的接近速度之比總是約為15∶16.分離速度是指碰撞后B對(duì)A的速度，接近速度是指碰撞前A對(duì)B的速度．若上述過(guò)程是質(zhì)量為2m的玻璃球A以速度v0碰撞質(zhì)量為m的靜止玻璃球B，且為對(duì)心碰撞，求碰撞后A、B的速度大?。?二、彈性正碰模型及拓展應(yīng)用 (1)若m1＝m2的兩球發(fā)生彈性正碰，v1≠0，v2＝0，則碰后v1′＝0，v2′＝v1，即二者碰后交換速度． (2)若m1?m2，v1≠0，v2＝0，則二者彈性正碰后，v1′＝v1，v2′＝2v1.表明m1的速度不變，m2以2v1的速度被撞出去． (3)若m1?m2，v1≠0，v2＝0，則二者彈性正碰后，v1′＝－v1，v2′＝0.表明m1被反向以原速率彈回，而m2仍靜止．,2．如果兩個(gè)相互作用的物體，滿足動(dòng)量守恒的條件，且相互作用過(guò)程初、末狀態(tài)的總機(jī)械能不變，廣義上也可以看成是彈性碰撞． 【例2】 如圖1－3－1所示，ABC為一固定在豎直平面內(nèi)的光滑軌道，BC段水平，AB段與BC段平滑連接，質(zhì)量為m1的小球從高為h處由靜止開(kāi)始沿軌道下滑，與靜止在軌道BC段上質(zhì)量為m2的小球發(fā)生碰撞，碰撞后兩球的運(yùn)動(dòng)方向處于同一水平線上，且在碰撞過(guò)程中無(wú)機(jī)械能損失．求碰撞后小球m2的速度大小v2.,圖1－3－1,借題發(fā)揮 對(duì)于物理過(guò)程較復(fù)雜的問(wèn)題，應(yīng)注意將復(fù)雜過(guò)程分解為若干簡(jiǎn)單的過(guò)程(或階段)，判斷在哪個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒，哪一個(gè)過(guò)程機(jī)械能守恒或不守恒，但能量守恒定律卻對(duì)每一過(guò)程都適用．,【例3】 (雙選)如圖1－3－2所示，在 光滑水平面上停放質(zhì)量為m裝有弧 形槽的小車．現(xiàn)有一質(zhì)量也為m的 小球以v0的水平速度沿切線水平的 槽口向小車滑去(不計(jì)摩擦)，到達(dá)某一高度后，小球又返回小車右端，則 ( ),圖1－3－2,答案 AD 解析 小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，小車和小球相對(duì)靜止，且水平方向總動(dòng)量守恒，小球離開(kāi)車時(shí)類似完全彈性碰撞，兩者速度完成互換，故選項(xiàng)A、D都是正確的．,三、碰撞需滿足的三個(gè)條件 1．動(dòng)量守恒：即p1＋p2＝p1′＋p2′. 3．速度要符合情景：碰撞后，原來(lái)在前面的物體的速度一定增大，且原來(lái)在前面的物體的速度大于或等于原來(lái)在后面的物體的速度，即v前′≥v后′，否則碰撞不會(huì)結(jié)束．,【例4】 (單選)(2013·福建師大附中高二期末)如圖1－3－3所示質(zhì)量相等的A、B兩個(gè)球，原來(lái)在光滑水平面上沿同一直線相向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，A球的速度是6 m/s，B球的速度是－2 m/s，不久A、B兩球發(fā)生了對(duì)心碰撞．對(duì)于該碰撞之后的A、B兩球的速度可能值，某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們做了很多種猜測(cè)，下面的哪一種猜測(cè)結(jié)果一定無(wú)法實(shí)現(xiàn)的是 ( ) 圖1－3－3,A．vA′＝－2 m/s，vB′＝6 m/s B．vA′＝2 m/s，vB′＝2 m/s C．vA′＝1 m/s，vB′＝3 m/s D．vA′＝－3 m/s，vB′＝7 m/s 答案 D,借題發(fā)揮 處理碰撞問(wèn)題的思路 (1)對(duì)一個(gè)給定的碰撞，首先要看動(dòng)量是否守恒，其次再看總 動(dòng)能是否增加． (2)一個(gè)符合實(shí)際的碰撞，除動(dòng)量守恒外還要滿足能量守恒， 注意碰撞完成后不可能發(fā)生二次碰撞的速度關(guān)系的判定．,