高中物理 1.3 動(dòng)量守恒定律在碰撞中的應(yīng)用 第1課時(shí)課件 粵教版選修3-5.ppt
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,,,高中物理選修3-5粵教版,第三節(jié)動(dòng)量守恒定律在碰撞中的應(yīng)用,[目標(biāo)定位]1.進(jìn)一步理解彈性碰撞和非彈性碰撞,會(huì)用動(dòng)量和能量的觀點(diǎn)綜合分析解決一維碰撞問(wèn)題.2.了解動(dòng)量守恒定律在研究粒子物理中的重要作用.,一、碰撞的特點(diǎn)1.經(jīng)歷的時(shí)間______2.相互作用力______,物體速度變化______.二、碰撞的分類(lèi)1.彈性碰撞:碰撞過(guò)程中兩物體的總動(dòng)量______、總動(dòng)能______.,很短,很大,明顯,守恒,相等,m1v1′+m2v2′,2.非彈性碰撞:碰撞過(guò)程中兩物體的總動(dòng)量_____,總動(dòng)能_____.3.完全非彈性碰撞:碰后兩物體粘在一起,碰撞過(guò)程中兩物體的總動(dòng)量_____,動(dòng)能損失最大.,守恒,減少,守恒,m1v1′+m2v2′,一、對(duì)碰撞問(wèn)題的理解1.碰撞(1)碰撞時(shí)間非常短,可以忽略不計(jì).(2)碰撞過(guò)程中內(nèi)力往往遠(yuǎn)大于外力,系統(tǒng)所受外力可以忽略不計(jì),所以系統(tǒng)的動(dòng)量守恒.2.三種碰撞類(lèi)型(1)彈性碰撞動(dòng)量守恒:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′,推論:質(zhì)量相等,大小、材料完全相同的彈性小球發(fā)生彈性碰撞,碰后交換速度.(2)非彈性碰撞動(dòng)量守恒:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′機(jī)械能減少,損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能|ΔEk|=Ek初-Ek末=Q,(3)完全非彈性碰撞動(dòng)量守恒:m1v1+m2v2=(m1+m2)v共碰撞中機(jī)械能損失最多,【例1】質(zhì)量分別為300g和200g的兩個(gè)物體在光滑的水平面上相向運(yùn)動(dòng),速度分別為50cm/s和100cm/s.(1)如果兩物體碰撞并粘合在一起,求它們共同的速度大??;(2)求碰撞后損失的動(dòng)能;(3)如果碰撞是彈性碰撞,求兩物體碰撞后的速度大?。鸢?1)0.1m/s(2)0.135J(3)0.7m/s0.8m/s解析(1)令v1=50cm/s=0.5m/s,v2=-100cm/s=-1m/s,設(shè)兩物體碰撞后粘合在一起的共同速度為v,由動(dòng)量守恒定律得m1v1+m2v2=(m1+m2)v,代入數(shù)據(jù)解得v=-0.1m/s,負(fù)號(hào)表示方向與v1的方向相反.,針對(duì)訓(xùn)練(2014江蘇卷)牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中記載,A、B兩個(gè)玻璃球相碰,碰撞后的分離速度和它們碰撞前的接近速度之比總是約為15∶16.分離速度是指碰撞后B對(duì)A的速度,接近速度是指碰撞前A對(duì)B的速度.若上述過(guò)程是質(zhì)量為2m的玻璃球A以速度v0碰撞質(zhì)量為m的靜止玻璃球B,且為對(duì)心碰撞,求碰撞后A、B的速度大?。?二、彈性正碰模型及拓展應(yīng)用(1)若m1=m2的兩球發(fā)生彈性正碰,v1≠0,v2=0,則碰后v1′=0,v2′=v1,即二者碰后交換速度.(2)若m1?m2,v1≠0,v2=0,則二者彈性正碰后,v1′=v1,v2′=2v1.表明m1的速度不變,m2以2v1的速度被撞出去.(3)若m1?m2,v1≠0,v2=0,則二者彈性正碰后,v1′=-v1,v2′=0.表明m1被反向以原速率彈回,而m2仍靜止.,2.如果兩個(gè)相互作用的物體,滿足動(dòng)量守恒的條件,且相互作用過(guò)程初、末狀態(tài)的總機(jī)械能不變,廣義上也可以看成是彈性碰撞.【例2】如圖1-3-1所示,ABC為一固定在豎直平面內(nèi)的光滑軌道,BC段水平,AB段與BC段平滑連接,質(zhì)量為m1的小球從高為h處由靜止開(kāi)始沿軌道下滑,與靜止在軌道BC段上質(zhì)量為m2的小球發(fā)生碰撞,碰撞后兩球的運(yùn)動(dòng)方向處于同一水平線上,且在碰撞過(guò)程中無(wú)機(jī)械能損失.求碰撞后小球m2的速度大小v2.,圖1-3-1,借題發(fā)揮對(duì)于物理過(guò)程較復(fù)雜的問(wèn)題,應(yīng)注意將復(fù)雜過(guò)程分解為若干簡(jiǎn)單的過(guò)程(或階段),判斷在哪個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒,哪一個(gè)過(guò)程機(jī)械能守恒或不守恒,但能量守恒定律卻對(duì)每一過(guò)程都適用.,【例3】(雙選)如圖1-3-2所示,在光滑水平面上停放質(zhì)量為m裝有弧形槽的小車(chē).現(xiàn)有一質(zhì)量也為m的小球以v0的水平速度沿切線水平的槽口向小車(chē)滑去(不計(jì)摩擦),到達(dá)某一高度后,小球又返回小車(chē)右端,則(),圖1-3-2,答案AD解析小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),小車(chē)和小球相對(duì)靜止,且水平方向總動(dòng)量守恒,小球離開(kāi)車(chē)時(shí)類(lèi)似完全彈性碰撞,兩者速度完成互換,故選項(xiàng)A、D都是正確的.,三、碰撞需滿足的三個(gè)條件1.動(dòng)量守恒:即p1+p2=p1′+p2′.3.速度要符合情景:碰撞后,原來(lái)在前面的物體的速度一定增大,且原來(lái)在前面的物體的速度大于或等于原來(lái)在后面的物體的速度,即v前′≥v后′,否則碰撞不會(huì)結(jié)束.,【例4】(單選)(2013福建師大附中高二期末)如圖1-3-3所示質(zhì)量相等的A、B兩個(gè)球,原來(lái)在光滑水平面上沿同一直線相向做勻速直線運(yùn)動(dòng),A球的速度是6m/s,B球的速度是-2m/s,不久A、B兩球發(fā)生了對(duì)心碰撞.對(duì)于該碰撞之后的A、B兩球的速度可能值,某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們做了很多種猜測(cè),下面的哪一種猜測(cè)結(jié)果一定無(wú)法實(shí)現(xiàn)的是()圖1-3-3,A.vA′=-2m/s,vB′=6m/sB.vA′=2m/s,vB′=2m/sC.vA′=1m/s,vB′=3m/sD.vA′=-3m/s,vB′=7m/s答案D,借題發(fā)揮處理碰撞問(wèn)題的思路(1)對(duì)一個(gè)給定的碰撞,首先要看動(dòng)量是否守恒,其次再看總動(dòng)能是否增加.(2)一個(gè)符合實(shí)際的碰撞,除動(dòng)量守恒外還要滿足能量守恒,注意碰撞完成后不可能發(fā)生二次碰撞的速度關(guān)系的判定.,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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