§16.4碰撞ppt

动量守恒定律第十六章生活中的碰撞现象打台球打网球拳击撞车打桩机打桩(一)碰撞的共性与个性共性:作用力变化快相互作用时间短作用力峰值大系统动量守恒有些碰撞碰后分开,有些碰撞碰后粘在一起；个性:有些碰撞沿一条直线,有些碰不在一条直线上；有些碰撞过程可能……,有些过程可能……若两钢球质量相等，第一个钢球停止运动，第二个钢球摆到同样高度,说明了什么?碰撞过程中没有能量的损失,即：碰撞过程能量守恒.在碰撞过程中,系统的能量总是守恒的吗？由动量守恒定律：碰撞前系统总动能：碰撞后系统总动能：碰撞过程中有机械能损失vv0m2mm2mv0mv02vv0k0ktEE20k0mv21E20202kmv41)2v2m(212mv21E在碰撞过程中,系统的能量总是守恒的吗?(二)碰撞的分类一.从能量变化方面分类碰撞过程中机械能守恒1.弹性碰撞：例：质量为m1=3kg,速度为v1=2m/s的小球,与质量为m2=1kg,速度为v2=-4m/s的小球发生正碰,下列各组选项中表示弹性碰撞的是（）A.v1=-1m/s，v2=5m/sB.v1=-2m/s，v2=5m/sC.v1=1m/s，v2=5m/sD.v1=0.5m/s，v2=0.5m/sA解析:两小球相向运动发生弹性碰撞满足动量守恒和机械能守恒.系统初动量p=2kg·m/s；总动能Ek=14J.碰撞过程中机械能不守恒碰撞后“两物粘合在一起，以共同速度运动”对应机械能损失最大,这样的碰撞称为完全非弹性碰撞.2.非弹性碰撞：(二)碰撞的分类从能量变化方面分类例：两滑块在气垫导轨上迎面相撞后粘在一起，其中m1=600g，v1=15cm/s，m2=400g，v2=-10cm/s，求碰撞后滑块的速度的大小与方向.碰撞过程中能量与形变量的演变——碰撞过程的''慢镜头''v1v共弹性碰撞非弹性碰撞完全非弹性碰撞【讨论问题】【讨论问题】一维弹性碰撞的碰后速度的确定v1v1'm1v2'm2m1m2221111vmvmvm222211211vm21vm21vm2122111vm)v(vm22221211vm)v(vm211vvv121211vmmmmv12112vmm2mv12vv21m若m122vv21m若m0v221m若m0v则111vv则11vv则试确定v1'与v1的关系，v2'与v1的关系质量相等,交换速度大碰小,一起跑小碰大,要反弹ABBA1.对心碰撞——正碰：2.非对心碰撞——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不在同一直线上(二)碰撞的分类从碰撞速度方向分类1.动量制约2.动能制约(三)碰撞规律总结——守恒——不增——合理3.运动制约22112211vmvmvmvm222211222211vm21vm21vm21vm21v1v1'm1v2'm2m1m2v22121vvvv;碰后两物体的运动方向不可能都不改变,除非两物体碰后的速度均为零.(同向运动)v1m1m2v2(反向运动)(四)微观世界碰撞现象1.定义：微观粒子碰撞时，微观粒子相互接近时，并不直接发生接触,这样的碰撞叫做散射.2.散射方向：由于微观粒子发生对心碰撞的概率极小，所以多数粒子碰撞后飞向四面八方.1.中子的发现：1932年查德威克(英国)(四)微观世界碰撞现象2.中子减速剂：石墨、重水3.验证汞原子能量量子化的经典实验——弗兰克—赫兹实验（1914年）通过电子与汞原子核碰撞的能量传递，证实了原子能量处于分立的不连续状态(四)微观世界碰撞现象4.粒子加速器基本知识点弹性碰撞→动量、机械能守恒非弹性碰撞→动量守恒、机械能有损失完全非弹性碰撞→动量守恒、机械能损失最大小结：对心碰撞（正碰）→碰撞前后速度沿球心连线非对心碰撞（斜碰）→碰撞前后速度不共线散射：微观粒子的碰撞下列对于碰撞的理解正确的是（）A.碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短的时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程B.在碰撞现象中，一般内力远大于外力，所以可以认为碰撞时系统的总动量守恒C.如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞D.微观粒子的碰撞由于不发生直接接触，所以不满足动量守恒的条件，不能应用动量守恒定律求解【课堂练习】AB冰球运动员甲的质量为80kg.当他以5.0m/s的速度向前运动时，与另一质量为100kg、速度为3.0m/s迎面而来的运动员乙相撞.碰后甲恰好静止，假设碰撞时间极短.求：（1）碰后乙的速度大小;（2）碰撞中总机械能的损失.【课堂练习】解：(1)由题意可知甲、乙碰撞过程满足动量守恒，以甲初速方向为正，由动量守恒定律有：'乙乙乙乙甲甲vm+0=vm-vm代入数据得：3m/sv'乙(2)设碰撞过程中总机械能的损失为△E，应有：ΔEvm21=vm21vm212'乙乙2乙2甲乙甲联立上式，代入数据得：1400JΔE即碰后乙的速度大小为3m/s，损失的机械能为1400J.