搜索
第一节物体的碰撞第一章碰撞与动量守恒第一章碰撞与动量守恒1.知道历史上对碰撞问题的研究和生活中的各种碰撞现象．2.理解碰撞的特点，明确正碰和斜碰的含义．3．理解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞的含义．一、历史上对碰撞问题的研究1．最早发表有关碰撞问题研究成果的是物理学教授________．2．近代，由于加速器技术和探测技术的发展，通过__________的碰撞，实验物理学家相继发现了许多新粒子．二、生活中的各种碰撞现象物体间碰撞的形式多种多样．若两个小球的碰撞，作用前后沿同一直线运动，这样的碰撞称为______；若两个小球的碰撞，作用前后不沿同一直线运动，则称为______．马尔西高能粒子正碰斜碰三、弹性碰撞和非弹性碰撞1．弹性碰撞：任何两个小球碰撞时都会发生形变，若两个小球碰撞后形变能完全恢复，则没有能量损失，碰撞前后两个小球构成的系统的动能______，我们称这种碰撞为弹性碰撞．相等2．非弹性碰撞：若两个球碰撞后它们的形变不能完全恢复原状，这时将有一部分动能最终会转变为其他形式的能(如热能)，碰撞前后系统的动能__________，我们称这种碰撞为非弹性碰撞．自然界中，多数的碰撞实际上都属于非弹性碰撞．3．完全非弹性碰撞：如果碰撞后完全不反弹，比如湿纸或一滴油灰，落地后完全粘在地上，这种碰撞则是完全非弹性碰撞．不再相等碰撞是如何分类的？提示：按碰撞过程中机械能是否损失，可分为弹性碰撞和非弹性碰撞；按碰撞前后，物体的速度方向是否沿同一直线可将碰撞分为正碰和斜碰．探究碰撞的特点及形式1．碰撞的特点(1)相互作用力为变力，作用时间短，作用力很大，且远远大于系统所受的外力．(2)根据能的转化和守恒可知：在碰撞过程中，系统的总动能是不可能增加的．(3)由于碰撞作用时间很短，因此作用过程中物体的位移很小，一般可忽略不计，可以认为物体在相互作用前的瞬间位置以新的速度开始运动．2．碰撞的形式(1)正碰：两物体碰撞前的相对速度沿着连心线方向，即碰撞前后两物体的速度方向在同一条直线上．(2)斜碰：两物体碰撞前的相对速度不在连心线上，即碰撞前后两物体的速度方向不在同一条直线上．3．弹性碰撞和非弹性碰撞(1)弹性碰撞：如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞．弹性碰撞过程一般可分为两个阶段，即压缩阶段和恢复阶段．弹性碰撞两物体的动能之和完全没有损失，可表示为：12m1v210＋12m2v220＝12m1v21＋12m2v22.(2)非弹性碰撞：如果碰撞过程中机械能不守恒．这样的碰撞叫做非弹性碰撞．非弹性碰撞两物体的动能之和减小，一部分动能最终会转变为热能．可表示为12m1v210＋12m2v22012m1v21＋12m2v22.如果碰后两物体结合在一起，以相同的速度运动，这样的碰撞叫做完全非弹性碰撞，可表示为12m1v210＋12m2v22012(m1＋m2)v2，这样的碰撞是系统动能损失最多的一种碰撞．(多选)两物体碰撞后速度大小相等，方向相反，则两物体的碰撞可能属于()A．完全非弹性碰撞B．弹性碰撞C．非弹性碰撞D．都有可能[思路点拨]碰撞结束后形变的恢复情况对应着不同的能量转化关系，决定着碰撞的类型．[解析]碰撞后两物体虽然速度大小相等，但方向相反，所以肯定不是完全非弹性碰撞，由于不明确碰撞前后的能量关系，则两物体的碰撞可能是非弹性碰撞，也可能是弹性碰撞．[答案]BC在光滑水平面上有三个完全相同的小球，它们排成一条直线，2、3小球静止并靠在一起，1球以速度v0射向它们，如图所示．设碰撞中不损失机械能，则碰后三个小球的速度可能是()A．v1＝v2＝v3＝13v0B．v1＝0，v2＝v3＝12v0C．v1＝0，v2＝v3＝12v0D．v1＝v2＝0，v3＝v0解析：选D.由弹性碰撞的规律可知，当两球质量相等时，碰撞时两球交换速度．先球1与球2碰，再球2与球3碰，故选D.对碰撞的理解碰撞是物体间常见的一种相互作用形式，碰撞过程中由于可能有机械能转化为其他形式的能(如转化为系统的内能)，所以碰后系统的机械能不大于碰前系统的机械能，这是碰撞所必须遵循的规律，根据能量关系可知：(1)当两物体碰后分开运动时，机械能可能损失(非弹性碰撞)，也可能不损失(弹性碰撞)．(2)当碰后两物体以相同速度一起运动时，能量必然有损失，且系统机械能损失最大，为完全非弹性碰撞．钢球A以一定的速度沿光滑水平面向静止于前面的另一相同大小的钢球B运动，下列对两球相互作用过程说法正确的是()A．两球相互作用的过程始终没有动能的损失B．钢球A减速运动时，系统动能不变C．两球速度相等的瞬间，系统动能最小D．两球速度相等的瞬间，系统动能不变[思路点拨]两球相互作用过程中，存在动能和弹性势能的相互转化，且两球速度相等的瞬间，动能的减少量最大．[解析]两球相互作用过程中由于存在相互作用的弹力，两球均发生形变，有弹性势能，系统动能有损失，两球速度相等瞬间，系统动能损失最大，弹性势能最大．[答案]C【通关练习】1．(多选)两个物体发生碰撞()A．碰撞中一定产生了内能B．碰撞过程中，组成系统的动能可能不变C．碰撞过程中，系统的总动能不可能增大D．碰撞过程中，系统的总动能可能减小解析：选BCD.若两物体发生弹性碰撞，系统的总动能不变；若发生的是非弹性碰撞，系统的总动能会减小，但无论如何，总动能不会增加．所以正确选项为B、C、D.2．(多选)如图所示，B物体与弹簧相连接，放在光滑水平面上，现给物体A一个向右的初速度，则A、B相对运动过程中，下列说法不正确的是()A．当弹簧压缩量最大时，两物体有相同的速度B．当弹簧压缩量最大时，A物体速度大于B物体速度C．当弹簧再次恢复原长时，此过程可视为弹性碰撞D．在任何时候，两物体相互作用过程均可视为弹性碰撞解析：选BD.当弹簧压缩量最大时，弹簧有最大的弹性势能，即A、B系统损失的机械能最大，此过程可视为完全非弹性碰撞；当弹簧再次恢复原长时，无弹性势能，A、B系统机械能无损失，此过程可视为弹性碰撞；当弹簧处于压缩状态时，有弹性势能，A、B系统机械能有损失，此过程可视为非弹性碰撞．(1)在理想情况下，物体碰撞后，物体间的形变能够恢复，且在碰撞过程中不发热、不发声，没有动能损失，这种碰撞称为弹性碰撞．真正的弹性碰撞只在分子、原子以及更小的微粒之间才会出现，生活中，硬质木球或钢球发生碰撞时，动能的损失很小，可以忽略不计，通常也将它们的碰撞看成弹性碰撞．(2)弹性碰撞中，相互作用的两物体间的形变在碰撞结束后能够完全恢复，且在碰撞过程中没有转化为其他形式的能量．(3)能量关系是碰撞现象必须遵循的规律之一，即碰撞后系统的总动能不能大于碰撞前系统的总动能，这也是我们判断碰撞现象是否符合实际的依据．对于弹性碰撞，碰撞后系统动能和碰撞前系统动能相等，这是弹性碰撞所遵循的能量关系，也是我们判断碰撞形式的基本依据．(4)弹簧处于不同状态时，对应的碰撞类型不同，当弹簧有形变量时，为非弹性碰撞；当弹簧形变量再次为零时，此过程为弹性碰撞．