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高中物理第十六章动量守恒定律16.4碰撞课件新人教版选修3


4 碰撞 1.了解弹性碰撞、非弹性碰撞、对心碰撞和非对心碰撞,知道碰 撞现象的特点。 2.会应用动量、能量观点分析和解决一条直线上的碰撞问题。 3.了解粒子的散射现象,进一步了解动量守恒定律的普适性。 一 二 三 四 一、弹性碰撞和非弹性碰撞 类型 规律 实例 说明 动量 非弹性碰撞 守恒 机械能 不守恒 弹性碰撞 守恒 守恒 子弹击穿木块 钢球、分子间的碰撞 完全非弹性碰撞机械能损失最大 一 二 三 四 二、弹性碰撞实例分析 实例:A球碰撞静止的B球。 动量 规律 动能 mAv0=mAvA+mBvB 1 1 1 2 2 v0 = vA + vB 2 2 2 2 m -m vA= m A+mB 0 A B 碰后 A球 A、 B 球速度 B 球 vB= 2m A m A +m B 0 mA=mB vA=0,vB=v0,两球碰后交换了速度 讨论 vA≥0,vB≥0,vA、vB 与 v0 同向 mA>mB 若 mA?mB 时,vA=v0,vB=2v0 vA<0,vB>0,碰后 A 球被弹回来 mA<mB 若 mA?mB 时,vA=-v0,vB=0 一 二 三 四 三、对心碰撞和非对心碰撞 1.对心碰撞:一个运动的球与一个静止的球碰撞,碰撞之前球的运 动速度与两球心的连线在同一条直线上,碰撞之后两球的速度仍会 沿着这条直线。这种碰撞称为正碰,也叫对心碰撞。 2.非对心碰撞:一个运动的球与一个静止的球碰撞,如果碰撞之前 球的运动速度与两球心的连线不在同一条直线上,碰撞之后两球的 速度都会偏离原来两球心的连线。这种碰撞称为非对心碰撞。 一 二 三 四 四、散射 1.微观粒子相互接近时并不发生直接接触,因此,微观粒子的碰撞 又叫作散射。 2.由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小,所以,多数粒子 在碰撞后飞向四面八方。 一 二 三 一、对碰撞问题的认识与理解 1.对碰撞的广义理解。 物理学里所研究的碰撞,包括的范围很广,只要通过短时间作用, 物体的动量发生了明显的变化,都可视为碰撞。例如:两个小球的 撞击,子弹射入木块,系在绳子两端的物体将松弛的绳子突然拉直, 铁锤打击钉子,列车车厢的挂接,中子轰击原子核等均可视为碰撞 问题。需注意的是必须将发生碰撞的双方(如两小球、子弹和木块、 铁锤和钉子、中子和原子核等)包括在同一个系统中,才能对该系 统应用动量守恒定律。 一 二 三 2.对三种碰撞的认识。 碰撞过程,根据系统动能损失的特点,可以将碰撞分为三种:弹性 碰撞、非弹性碰撞与完全非弹性碰撞。 用带有弹簧的两物体间的相互作用模拟一下碰撞的全过程:如图 所示,设光滑水平面上,质量为m1的物体A以速度v1向质量为m2的静 止物体B运动,B的左端连有轻弹簧。在Ⅰ位置A、B刚好接触,弹簧 开始被压缩,A开始减速,B开始加速;到Ⅱ位置A、B速度刚好相等 (设为v),弹簧被压缩到最短;再往后A、B开始远离,弹簧开始恢复原 长,到Ⅲ位置弹簧刚好为原长,A、B分开,这时A、B的速度分别为v1' 和v2'。全过程系统动量一定是守恒的,而机械能是否守恒就要看弹 簧的弹性如何了。 一 二 三 (1)弹簧是弹性的。Ⅰ→Ⅱ系统动能减少全部转化为弹性势能,Ⅱ 状态系统动能最小而弹性势能最大;Ⅱ→Ⅲ弹性势能减少,全部转 化为动能。因此Ⅰ、Ⅲ状态系统动能相等,这种碰撞叫作弹性碰撞。 由动量守恒和能量守恒可以证明A、B的最终速度分别为 v1'= 1 -2 1, 2′ 1 +2 = 21 1。

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