大学物理碰撞.ppt11

2-4-5碰撞碰撞：如果两个或两个以上的物体在运动过程中相遇，在极其短暂的时间内，通过相互作用使物体的运动状态发生急剧变化的过程。注意：1.由于碰撞时间极短，因此相互作用力很大2.若以相互作用的物体作为一个系统，通常情况下可以忽略外力，认为系统动量守恒研究两小球的正碰两球碰撞前的速度分别为v10和v20，质量为m1和m2，请确定碰后两小球的速度。A1m2m10v20vBB1v2v取速度方向为正向,由动量守恒定律得2211202101vvvvmmmm)()(20221101vvvvmm由机械能守恒定律得2222112202210121212121vvvvmmmm)()(220222212101vvvvmmA1完全弹性碰撞动量和机械能均守恒2非弹性碰撞动量守恒，机械能不守恒3完全非弹性碰撞动量不守恒，机械能不守恒1.完全弹性碰撞在完全弹性碰撞时，两物体间相互作用的只是弹力，碰撞前后两物体的总动能不变，有2222112202210121212121vvvvmmmm对心碰撞：两个物体在碰撞前后速度方向在同一条直线上的碰撞2211202101vvvvmmmm连列上面两式，解得：21202102112)(mmmmmvvv21101201222)(mmmmmvvv讨论：1、如果两个物体的质量相等，则在碰撞前后两个物体发生了速度交换2、若其中一个物体的质量远远小于另一个物体的质量，则质量很大的并且原来静止的物体碰撞后让然静止不动，质量很小的物体在碰撞前后速度等值反向，例如橡皮球碰撞墙壁2，完全非弹性碰撞当两个物体发生非弹性碰撞后时，在他们相互压缩后完全不能回复原状，两个物体总是以相同的速度一起运动，例如粘土，油灰等。由于在碰撞后形状不能恢复，则动能总是要减少。21202101mmvmvmv)(2)()(21)2121(21201022122120221021mmvvmmvmmvmvmE3.非完全弹性碰撞两小球碰撞前系统所具有的能量为两小球碰撞后系统所具有的能量为两小球碰撞中所损失的机械能为2201102201122Emvmv2211221122Emvmv221201020121(1)()2mmEEEevvmm特点：在非弹性碰撞中，压缩后的物体不能完全恢复原状，造成碰撞前后系统的动能有损失，一部分转化为热能和其他形式的能碰撞定律：在一维对心碰撞中，碰撞后的两个物体的分离速度之差与碰撞前两物体的接近速度之差成正比，比值由材料决定201012vvvvee为恢复系数，即分离速度等于接近速度，对应完全弹性碰撞。，对应非完全弹性碰撞，一般的碰撞都是非完全弹性碰撞。，即两物体碰后粘在一起运动，对应的碰撞形式为完全非弹性碰撞。01e1e0e质量为m1的物块置于水平面上，它与质量为m2的均质杆AB相铰接。系统初始静止，AB铅垂，m1=2m2.有一冲量为I的水平碰撞力作用于杆的B端，求碰撞结束时物体A的速度。ABI已知：m1=2m2.求：碰撞结束时vA=?(1)研究对象：整体；(3)碰撞过程质心运动定理：[求解]:IvmmC0)(21(4)相对于质心的冲量矩定理：lIJC650(2)系统的质心坐标：62/02121lmmlmmyCABI23mIvCC2221222241)6()3(121lmlmlmlmJClmI2310(5)以C点为基点，分析A点速度：ACCAvvv6lvAC292mIvA（方向向左）vCωvA方法一：已知：m1=2m2.求：碰撞结束时vA=?冲量定理：[求解]:相对于质心的冲量矩定理：(一)整体：方法二：AvA(二)AB杆：冲量定理：ABICAxIAyIωIvmvmCA21（1）AxCIIvm020AyI（2）（3）220lIlIJAxC（4）运动学关系：(三)联立以上各式求解：2lvvAC（5）292mIvACvCωIBvA已知：m1=2m2.求：碰撞结束时vA=?冲量定理：[求解]:相对于质心的冲量矩定理：(一)A块：方法三：取分离体；AAxIAyIvA(二)AB杆：冲量定理：ABICAxIAyIωAxAIvm01（1）AxCIIvm020AyI（2）（3）220lIlIJAxC（4）运动学关系：(三)联立以上各式求解：ACvlv2（5）292mIvAvCvA小结：在解决碰撞问题时，重点是抓住两个守恒关系，动量和动能守恒要灵活使用，但要注意使用的条件