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

,高中物理·選修3-5·粵教版,第三節(jié) 動量守恒定律在碰撞中的應(yīng)用,目標(biāo)定位 1.進一步理解彈性碰撞和非彈性碰撞，會用動量 和能量的觀點綜合分析解決一維碰撞問題.2.了解動量守恒定 律在研究粒子物理中的重要作用,一、碰撞的特點 1經(jīng)歷的時間_ 2相互作用力_，物體速度變化_ 二、碰撞的分類 1彈性碰撞：碰撞過程中兩物體的總動量_、總動能_,很短,很大,明顯,守恒,相等,m1v1m2v2,2非彈性碰撞：碰撞過程中兩物體的總動量_，總動能_ 3完全非彈性碰撞：碰后兩物體粘在一起，碰撞過程中兩物體的總動量_ ，動能損失最大,守恒,減少,守恒,m1v1m2v2,一、對碰撞問題的理解 1碰撞 (1)碰撞時間非常短，可以忽略不計 (2)碰撞過程中內(nèi)力往往遠大于外力，系統(tǒng)所受外力可以忽略不計，所以系統(tǒng)的動量守恒 2三種碰撞類型 (1)彈性碰撞 動量守恒：m1v1m2v2m1v1m2v2,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 動量守恒：m1v1m2v2m1v1m2v2 機械能減少，損失的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 |Ek|Ek初Ek末Q,(3)完全非彈性碰撞 動量守恒：m1v1m2v2(m1m2)v共 碰撞中機械能損失最多,【例1】 質(zhì)量分別為300 g和200 g的兩個物體在光滑的水平面上相向運動，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小； (2)求碰撞后損失的動能； (3)如果碰撞是彈性碰撞，求兩物體碰撞后的速度大小 答案 (1)0.1 m/s (2)0.135 J (3)0.7 m/s 0.8 m/s 解析 (1)令v150 cm/s0.5 m/s， v2100 cm/s1 m/s， 設(shè)兩物體碰撞后粘合在一起的共同速度為v， 由動量守恒定律得m1v1m2v2(m1m2)v， 代入數(shù)據(jù)解得v0.1 m/s，負(fù)號表示方向與v1的方向相反,針對訓(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1516.分離速度是指碰撞后B對A的速度，接近速度是指碰撞前A對B的速度若上述過程是質(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，且為對心碰撞，求碰撞后A、B的速度大小,二、彈性正碰模型及拓展應(yīng)用 (1)若m1m2的兩球發(fā)生彈性正碰，v10，v20，則碰后v10，v2v1，即二者碰后交換速度 (2)若m1m2，v10，v20，則二者彈性正碰后，v1v1，v22v1.表明m1的速度不變，m2以2v1的速度被撞出去 (3)若m1m2，v10，v20，則二者彈性正碰后，v1v1，v20.表明m1被反向以原速率彈回，而m2仍靜止,2如果兩個相互作用的物體，滿足動量守恒的條件，且相互作用過程初、末狀態(tài)的總機械能不變，廣義上也可以看成是彈性碰撞 【例2】 如圖131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，碰撞后兩球的運動方向處于同一水平線上，且在碰撞過程中無機械能損失求碰撞后小球m2的速度大小v2.,圖131,借題發(fā)揮 對于物理過程較復(fù)雜的問題，應(yīng)注意將復(fù)雜過程分解為若干簡單的過程(或階段)，判斷在哪個過程中系統(tǒng)動量守恒，哪一個過程機械能守恒或不守恒，但能量守恒定律卻對每一過程都適用,【例3】 (雙選)如圖132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(不計摩擦)，到達某一高度后，小球又返回小車右端，則 ( ),圖132,答案 AD 解析 小球到達最高點時，小車和小球相對靜止，且水平方向總動量守恒，小球離開車時類似完全彈性碰撞，兩者速度完成互換，故選項A、D都是正確的,三、碰撞需滿足的三個條件 1動量守恒：即p1p2p1p2. 3速度要符合情景：碰撞后，原來在前面的物體的速度一定增大，且原來在前面的物體的速度大于或等于原來在后面的物體的速度，即v前v后，否則碰撞不會結(jié)束,【例4】 (單選)(2013·福建師大附中高二期末)如圖133所示質(zhì)量相等的A、B兩個球，原來在光滑水平面上沿同一直線相向做勻速直線運動，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)生了對心碰撞對于該碰撞之后的A、B兩球的速度可能值，某實驗小組的同學(xué)們做了很多種猜測，下面的哪一種猜測結(jié)果一定無法實現(xiàn)的是 ( ) 圖133,AvA2 m/s，vB6 m/s BvA2 m/s，vB2 m/s CvA1 m/s，vB3 m/s DvA3 m/s，vB7 m/s 答案 D,借題發(fā)揮 處理碰撞問題的思路 (1)對一個給定的碰撞，首先要看動量是否守恒，其次再看總 動能是否增加 (2)一個符合實際的碰撞，除動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,