人教版选修3-5碰撞课件.ppt

弹性碰撞：动量和机械能都守恒 * * 人教版选修3-5碰撞课件 §16.4 碰 撞 (一)碰撞的共性与个性 1、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 作用力峰值大 系统动量守恒 2、个性: 有些碰撞沿一条直线，有些碰不在一条直线上； 有些碰撞过程可能机械能守恒，有些过程机械能可能不守恒…… 【方案1】 实验测量，间接验证 θ2 θ1 v v0 θ1→h1→v0→ mv02/2 θ2→h2→v→ 2mv2/2 θ θ 【设问1】如何探寻两球碰撞前后有无机械能损失？ 看两次摆角是否相同 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 【方案2】 ：理论论证 v v0 m 2m m 分类方式之一：从能量变化方面分类 (二)碰撞的分类 碰撞过程中机械能守恒 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 1、弹性碰撞： 2、非弹性碰撞： 3、完全非弹性碰撞： 机械能损失最大! 【讨论问题一】 一维弹性碰撞的碰后速度的确定 v1 v1/ m1 v2/ m2 m1 m2 v1 m1 m2 图1 讨论: a.当m1＝m2时，v1’=0; v2’=v1 (质量相等，交换速度) b.当m1＞m2时， v1’＞0　; v2’＞0. (大碰小，一起跑) c.当m1＜m2时， v1’＜0; v2’＞0. (小碰大，要反弹) d.当m1＞＞m2时，v1’＝v1　; v2’＝2v1 e.当m1＜＜m2时，v1’＝ －v1; v2’＝ 0 【讨论问题二】 碰撞过程中能量与形变量的演变——碰撞过程的“慢镜头” v1 v共 弹性碰撞 非弹性碰撞 完全非弹性碰撞 【例2】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 由动量守恒： B球速度的最大值发生在弹性碰撞时： ∵所以，只有0.4v是速度可能值 分类方式之二：从碰撞速度方向分类 1、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 【设问】斜碰过程满足动量守恒吗？为什么？如图，能否大致画出碰后A球的速度方向？ A v1 B v/2 B A m2v2/ m1v1 m1v1/ 【设问】若两球质量相等，又是弹性碰撞你能进一步确定两球碰后速度方向关系吗？ 1、动量制约 2、动能制约 3、运动制约 (三)碰撞规律总结 【例3】在光滑水平面上，动能为E0、动量的大小为P0的小钢球1与静止的小钢球2发生碰撞，碰撞前后球1的运动方向相反，将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为E1、P1，球2的动能和动量的大小分别记为E2、P2，则必有： A、E1E0 B、P1P0 C、E2E0 D、P2P0 参考答案: D A B ——守恒 ——不增 ——合理 在光滑水平面上，有A、B两个小球向右沿同一直线运动，取向右为正，两球的动量分别是pA=5kgm/s，pB=7kgm/s，如图所示．若能发生正碰，则碰后两球的动量增量△pA、△pB可能是??（ ） A．△pA=-3kgm/s；△pB =3kgm/s B．△pA=3kgm/s；△pB =3kgm/s C．△pA= -10kgm/s；△pB =10kgm/s D．△pA=3kgm/s；△pB = -3kgm/s A 【思考】 (四)微观世界碰撞现象 1、中子的发现：1932年查德威克(英国)