高二物理碰撞

碰撞的共性与个性共性:作用力变化快有些碰撞碰后分开，有些碰撞碰后粘在一起；相互作用时间短动量守恒个性:有些碰撞过程可能机械能守恒，有些过程机械能可能不守恒……第四节碰撞θθ思考与讨论例1：看两次摆角是否相同如何探究两球碰撞前后有无机械能损失？vv0m2mm例2：直接比较碰撞前后的动能2碰撞过程中有机械能损失mvmv2000kkEE20021mvEk2020241)2(221221mvvmmvEk一．碰撞的分类弹性碰撞碰撞过程中机械能非弹性碰撞碰撞过程中机械能完全非弹性碰撞碰撞后合为或碰后具有共同速度，这种碰撞动能损失守恒不守恒一体最大第四节碰撞1．从能量上分类：2.从碰撞前后速度的方向上分类：对心碰撞(正碰)碰撞前后物体的速度在上非对心碰撞(斜碰)碰撞前后物体的速度不在同一直线上同一直线碰撞过程中能量与形变量的演变——“慢镜头”v1v共弹性碰撞非弹性碰撞完全非弹性碰撞3．散射(1)定义：微观粒子碰撞时，微观粒子相互接近时并不发生的碰撞。(2)散射方向：由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率，所以粒子碰撞后飞向四面八方。“直接接触”很小多数二、弹性正碰的讨论v1v1/m1v2/m2m1m2221111vmvmvm222211211212121vmvmvm22111)(vmvvm22221211)(vmvvm211vvv121211vmmmmv121122vmmmv12vv21mm若122vv21mm若02v21mm若01v则11vv则11vv则6交换速度原速弹回m1的速度不变，m2以2v1的速度被撞出去1．碰撞的特点时间短、作用力大、位移极小；位置不突变,速度可以突变。三．碰撞的分析与判断2．处理碰撞问题的三个原则(1)动量制约：守恒（第一节）(2)动能制约：不增(3)运动制约：合理速度要合理①碰前两物体同向，则v后v前，碰后，原来在前的物体速度一定增大，且v前′≥v后′②两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变，除非两物体碰撞后速度均为零(1)在碰撞过程中，系统的动量守恒，但机械能不一定守恒。(2)在爆炸过程中，系统的动量守恒，机械能一定不守恒。四、爆炸与碰撞的比较五、碰撞的临界问题两物体相距恰“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”。质量为m速度为v的A球，跟质量为3m的静止B球发生正碰，碰撞可能是弹性，也可能非弹性，碰后B球的速度可能是以下值吗？（A）0.6v（B）0.4v（C）0.2v解：B球速度的最小值发生在完全非弹性碰撞情形min)3(vmmmvvv25.0minB球速度的最大值发生在弹性碰撞时vmmmvv5.032max只有0.4v是速度可能值例1例2．一轻质弹簧的两端连接两滑块A和B，已知mA＝0.99kg，mB＝3kg，放在光滑水平面上，开始时弹簧处于原长，现滑块A被水平飞来的质量为mC＝10g，速度为400m/s的子弹击中，且没有穿出，如图所示，求：(1)子弹击中滑块A的瞬间滑块A和B的速度；(2)以后运动过程中弹簧的最大弹性势能。[审题指导]子弹打击A的过程，动量守恒、机械能有损失；子弹和A整体压缩弹簧的过程中，A、B、C整个系统的动量守恒，机械能守恒，系统减少的动能转化为弹簧的弹性势能。[解析](1)子弹击中滑块A的过程中，子弹与滑块A组成的系统动量守恒，很短时间具有共同速度vA，取子弹开始运动方向为正方向，有mCv0＝(mA＋mC)vA，得vA＝mCv0mA＋mC＝10×10－3×4000.99＋10×10－3m/s＝4m/s。滑块A在此过程中无位移，弹簧无形变，滑块B仍静止，即vB＝0。(2)对子弹、滑块A、B和弹簧组成的系统，当滑块A、B速度相等时弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒和机械能守恒，有mCv0＝(mA＋mB＋mC)v，得v＝mCv0mA＋mB＋mC＝1m/s，Ep＝12(mA＋mC)v2A－12(mA＋mB＋mC)v2＝6J。[答案](1)4m/s0(2)6J1221vvvv运动员在一次比赛中，面对迎面飞来的速度为60km/h的网球，挥动球拍以70km/h的速度击球，打出一记“平击球”，试估算此次击球的球速。解:网球拍与网球碰撞为弹性，球拍质量远大于球质量碰前球、拍接近速度60km/h+70km/h=130km/h碰后球、拍分离速度亦为130km/h击球后球拍速度不变，故球速为130km/h+70km/h=200km/h13四、碰撞应用碰撞的速度关系