物體的碰撞學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1物體物體(wt)的碰撞的碰撞第一頁，共22頁。1.1.最早發(fā)表有關(guān)最早發(fā)表有關(guān)(yugun)(yugun)碰撞問題研究成果的碰撞問題研究成果的是布拉格大學(xué)校長、物理學(xué)教授馬爾西。（是布拉格大學(xué)校長、物理學(xué)教授馬爾西。（16391639年）年）2.2.伽利略、馬利特、伽利略、馬利特、 牛頓、笛卡兒、惠牛頓、笛卡兒、惠更斯等先后進(jìn)行實驗，逐漸歸納成系統(tǒng)更斯等先后進(jìn)行實驗，逐漸歸納成系統(tǒng)理論，總結(jié)出規(guī)律。理論，總結(jié)出規(guī)律。第2頁/共22頁第二頁，共22頁。第3頁/共22頁第三頁，共22頁。第4頁/共22頁第四頁，共22頁。1.1.碰撞定義碰撞定義(dngy): (dngy): 兩個或兩個以上

2、的物體在相遇的極短時兩個或兩個以上的物體在相遇的極短時間內(nèi)產(chǎn)生非常大的相互作用。間內(nèi)產(chǎn)生非常大的相互作用。因此其他外力因此其他外力(wil)(wil)一般可以忽略不計。一般可以忽略不計。2.2.碰撞碰撞特點特點: :（1 1）相互作用時間短）相互作用時間短（2 2）作用力變化快）作用力變化快（3 3）作用力峰值大）作用力峰值大第5頁/共22頁第五頁，共22頁。（2 2）斜碰：物體）斜碰：物體(wt)(wt)碰撞時的速度不在兩球的碰撞時的速度不在兩球的連心線上。連心線上。從碰撞從碰撞(pn zhun)(pn zhun)方方向來分：向來分：3.3.碰撞碰撞分類分類: : 第6頁/共22頁第六頁，共

3、22頁。正碰正碰（對心碰撞（對心碰撞(pn(pn zhunzhun) )）斜碰斜碰（非對心碰撞（非對心碰撞(pn zhun)(pn zhun)）VV第7頁/共22頁第七頁，共22頁。第8頁/共22頁第八頁，共22頁。n實驗2：兩球碰撞（P4）點擊第9頁/共22頁第九頁，共22頁。(1)彈性碰撞： 碰撞后形變(xngbin)能完全恢復(fù),碰撞過程只產(chǎn)生機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)內(nèi)沒有能量損失,系統(tǒng)動能相等.從碰撞(pn zhun)的能量來分：(2)非彈性碰撞: 碰撞后形變不能完全恢復(fù),有一部分動能最終會轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能(ni nn),碰撞前后系統(tǒng)的動能不相等.第10頁/共22頁第十頁，共22頁。(3)完全非彈性

4、碰撞: 是非彈性磁撞的特例(tl)，碰撞后完全不反彈。特點：兩物體碰撞后粘合在一起(或碰后具有(jyu)共同的速度) ，這時系統(tǒng)動能損失最大。注意：碰撞后發(fā)生(fshng)永久性形變、粘在一起、摩擦生熱等的碰撞往往為非彈性碰撞。第11頁/共22頁第十一頁，共22頁。二二 課堂互助課堂互助(hzh)探究探究1下列的碰撞各屬于什么碰撞：如下圖所示,光滑水平面上有質(zhì)量相等(xingdng)的A和B兩物體，B上裝有一輕彈簧，B原來靜止，A以速度v正對B滑行，當(dāng)彈簧壓縮到最短，再次復(fù)原的過程。屬于屬于(shy)_碰撞碰撞用細(xì)線懸掛一質(zhì)量為M的木塊,木塊靜止,如下左圖所示現(xiàn)有一質(zhì)量為m的子彈自左方水平地射

5、穿此木塊,穿透前后子彈的速度分別為v0和v屬于屬于_碰撞碰撞第12頁/共22頁第十二頁，共22頁。如圖所示的裝置中，木塊B與水平(shupng)桌面間的接觸是光滑的，子彈A沿水平(shupng)方向射入木塊后留在木塊內(nèi)。屬于_碰撞二二 課堂互助課堂互助(hzh)探究探究第13頁/共22頁第十三頁，共22頁。兩兩物物體體( (w w t t ) )發(fā)發(fā)生生接接觸觸壓縮壓縮(y (y s u )s u ) 過過程程形變形變(xngbin)(xngbin)完全恢復(fù)完全恢復(fù) 形變部分恢復(fù)形變部分恢復(fù)形變完全不恢復(fù)形變完全不恢復(fù)彈性碰撞彈性碰撞（動能守恒）（動能守恒）非彈性碰撞非彈性碰撞（動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)（

6、動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能等）能等）完全非彈性碰撞完全非彈性碰撞（動能損失最大）（動能損失最大）動 能 轉(zhuǎn)動 能 轉(zhuǎn)化 為 勢化 為 勢能 或 勢能 或 勢能 和 內(nèi)能 和 內(nèi)能等能等勢能轉(zhuǎn)化為動能勢能轉(zhuǎn)化為動能內(nèi)能不能逆轉(zhuǎn)內(nèi)能不能逆轉(zhuǎn)內(nèi)能不能逆轉(zhuǎn)內(nèi)能不能逆轉(zhuǎn) 從碰撞的具體運動過程來看，各種碰撞都經(jīng)歷了如下過程： 總結(jié)歸納總結(jié)歸納第14頁/共22頁第十四頁，共22頁。完全非彈性碰撞完全非彈性碰撞(pn (pn zhun)zhun)：動能損失最大（不可：動能損失最大（不可恢復(fù)）恢復(fù)）總結(jié)總結(jié)(zngji)歸納歸納第15頁/共22頁第十五頁，共22頁。P3P3討論與交流討論與交流是美國科學(xué)與發(fā)明雜志于本世紀(jì)是

7、美國科學(xué)與發(fā)明雜志于本世紀(jì)3030年代年代提出來的：提出來的：“如果如果(rgu)(rgu)你左手握住一你左手握住一只雞蛋不動，右手拿一只雞蛋去撞它（兩只只雞蛋不動，右手拿一只雞蛋去撞它（兩只雞蛋一樣堅硬，而且都是用同一部分互相碰雞蛋一樣堅硬，而且都是用同一部分互相碰撞）。問哪一只雞蛋更容易撞破？撞）。問哪一只雞蛋更容易撞破？” ” 這道這道智力測驗題見報以后，編輯部收到讀者來信智力測驗題見報以后，編輯部收到讀者來信堆積如山，答案五花八門。堆積如山，答案五花八門。 第16頁/共22頁第十六頁，共22頁。美國美國(mi u)公布的答案是：被撞破的雞蛋多半是公布的答案是：被撞破的雞蛋多半是“運動著

8、的蛋運動著的蛋”，即去撞的那一只。，即去撞的那一只。解釋是：解釋是：“雞蛋殼的形狀是曲面的，在碰撞時對那只雞蛋殼的形狀是曲面的，在碰撞時對那只不動的雞蛋所加的壓力，是作用在蛋殼外面的。蛋殼不動的雞蛋所加的壓力，是作用在蛋殼外面的。蛋殼像一切拱形的物體一樣，很能承受住從外面來的壓力像一切拱形的物體一樣，很能承受住從外面來的壓力（外撞力），但是，作用在運動著的蛋上的力，情形（外撞力），但是，作用在運動著的蛋上的力，情形就完全兩樣了，運動著的蛋黃和蛋白，在碰撞的那一就完全兩樣了，運動著的蛋黃和蛋白，在碰撞的那一霎那，要從內(nèi)部壓向蛋殼。而拱形的物體抗受這種壓霎那，要從內(nèi)部壓向蛋殼。而拱形的物體抗受這種

9、壓力（內(nèi)撞力）的能力是比抗受外來壓力的能力（外撞力（內(nèi)撞力）的能力是比抗受外來壓力的能力（外撞力）要低得多的，因此蛋殼就破碎了。力）要低得多的，因此蛋殼就破碎了?！钡?7頁/共22頁第十七頁，共22頁。前蘇聯(lián)的答案前蘇聯(lián)的答案(d n)是：兩只雞蛋被撞破的概率一樣。是：兩只雞蛋被撞破的概率一樣。解釋是：解釋是：“想用論斷來確定互撞的兩只雞蛋哪一只應(yīng)該被撞想用論斷來確定互撞的兩只雞蛋哪一只應(yīng)該被撞破，根本是不可能的，因為在去撞和被撞的雞蛋之間，并沒破，根本是不可能的，因為在去撞和被撞的雞蛋之間，并沒有什么區(qū)別。我們不應(yīng)該強(qiáng)調(diào)去撞的蛋是在運動，而被撞的有什么區(qū)別。我們不應(yīng)該強(qiáng)調(diào)去撞的蛋是在運動，而

10、被撞的蛋是不動的。蛋是不動的。”“”“說物體運動而不指出是跟哪一個物體的相說物體運動而不指出是跟哪一個物體的相對運動，那等于是一句廢話。單獨拿一個物體來說是無所謂對運動，那等于是一句廢話。單獨拿一個物體來說是無所謂運動的；要運動，至少要有兩個物體運動的；要運動，至少要有兩個物體相互接近或遠(yuǎn)離。相互接近或遠(yuǎn)離。剛才那一對互撞的雞蛋都是在相同的運動狀態(tài)之下的：它們剛才那一對互撞的雞蛋都是在相同的運動狀態(tài)之下的：它們在互相接近在互相接近關(guān)于它們的運動，我們能說的只有這些。至關(guān)于它們的運動，我們能說的只有這些。至于碰撞的結(jié)果，卻不因為我們喜歡把哪一只當(dāng)作不動的哪一于碰撞的結(jié)果，卻不因為我們喜歡把哪一只

11、當(dāng)作不動的哪一只當(dāng)作在運動著的而有所不同。只當(dāng)作在運動著的而有所不同?！钡?8頁/共22頁第十八頁，共22頁。上面這兩種不同的解釋哪一個更令你滿意呢？上面這兩種不同的解釋哪一個更令你滿意呢？我們以為還是后者更有說服力。因為，按照日常生活中的我們以為還是后者更有說服力。因為，按照日常生活中的打蛋方法，兩只雞蛋互相接近的速度并不快打蛋方法，兩只雞蛋互相接近的速度并不快(bkui)，故，故完全符合完全符合300多年前伽利略首先提出的多年前伽利略首先提出的“勻速運動和靜止的勻速運動和靜止的相對性相對性”原理，也就是說，這兩只蛋的運動狀態(tài)無任何區(qū)原理，也就是說，這兩只蛋的運動狀態(tài)無任何區(qū)別，因而別，因而

12、“哪一只蛋會被撞破哪一只蛋會被撞破”，對它們來說概率應(yīng)當(dāng)是，對它們來說概率應(yīng)當(dāng)是相等的。你若是不信，不妨一試，實驗的結(jié)果定會令你滿相等的。你若是不信，不妨一試，實驗的結(jié)果定會令你滿意。意。據(jù)說有一個名叫伊凡洛夫的倔老頭為了證明他的觀點據(jù)說有一個名叫伊凡洛夫的倔老頭為了證明他的觀點被撞的那一只更容易破，竟然先后打破被撞的那一只更容易破，竟然先后打破500只雞蛋！只雞蛋！ 第19頁/共22頁第十九頁，共22頁。 靜止的雞蛋先爛，因為動的雞蛋于靜止的雞蛋靜止的雞蛋先爛，因為動的雞蛋于靜止的雞蛋碰撞碰撞(pn zhun)時，由于慣性，動蛋的蛋清會對時，由于慣性，動蛋的蛋清會對動蛋的彈殼有一定的推力，從

13、而形成一定的緩沖，動蛋的彈殼有一定的推力，從而形成一定的緩沖，使動蛋的蛋殼受到的合外力不使很大，而靜止的就使動蛋的蛋殼受到的合外力不使很大，而靜止的就不一樣了，直接受到一個外界撞擊力而使它破裂，不一樣了，直接受到一個外界撞擊力而使它破裂， 所以靜止的蛋先爛。所以靜止的蛋先爛。第20頁/共22頁第二十頁，共22頁。研究撞蛋問題很有現(xiàn)實意義：因為在交通事故中人腦研究撞蛋問題很有現(xiàn)實意義：因為在交通事故中人腦的損傷的損傷(snshng)狀態(tài)，與那只狀態(tài)，與那只“運動著的蛋運動著的蛋”頗為相頗為相似：若將人的頭顱比雞蛋，則顱骨就像蛋殼，腦漿就似：若將人的頭顱比雞蛋，則顱骨就像蛋殼，腦漿就像蛋清，腦髓就像蛋黃。一旦頭部受到強(qiáng)烈沖擊，腦像蛋清，腦髓就像蛋黃。一旦頭部受到強(qiáng)烈沖擊，腦髓就要撞擊頭蓋骨內(nèi)側(cè)，因此很容易引起腦震蕩或者髓就要撞擊頭蓋骨內(nèi)側(cè)，因此很容易引起腦震蕩或者腦血沖；即使顱骨不破裂，腦髓也會受到損傷腦血沖；即使顱骨不破裂，腦髓也會受到損傷(snshng)。一些騎摩托車的人以為只要戴上安全頭盔。一些騎摩托車的人以為只要戴上安全頭盔，腦袋就不會受損傷，腦袋就不會受損傷(snshng)了。然而，據(jù)推算當(dāng)車了。然而，據(jù)推算當(dāng)車速超過速超過20公里公里/小