高二物理競(jìng)賽碰撞守恒定律應(yīng)用課件

非彈性碰撞：形變后不能完全復(fù)原,但能分開.

碰撞前后，機(jī)械能有損失(轉(zhuǎn)化為熱、聲等能)完全非彈性碰撞：碰撞前后，機(jī)械能有損失，并以共同的速度運(yùn)動(dòng)碰撞----守恒定律應(yīng)用完全彈性碰撞：碰撞前后，機(jī)械能守恒碰撞問題的基本物理模型兩孤立球體正碰（即對(duì)心碰撞，碰撞前后兩球速度共線）2mv1020v2m2m碰前碰（形變-恢復(fù)）碰后v2v1m1m1m1[例]如圖，質(zhì)量為m的木塊，與彈性系數(shù)為k的輕彈簧碰撞，木塊將彈簧壓縮了x米。設(shè)木塊與斜面之間的摩擦系數(shù)為μ，問開始碰撞時(shí)木塊速率v為多大?解：設(shè)碰撞時(shí)及壓縮最大時(shí)木塊高度分別為h1、h2系統(tǒng)：木塊、彈簧、劈、地球即[例]質(zhì)量為m1，m2

(m2>m1)的兩木板A和B，用輕彈簧連在一起，如圖所示。問:(1)至少需用多大的壓力F加于上板，才能在該力撤去后，恰好使m2離開地面?(2)如m1，m2交換位置，結(jié)果如何?解：設(shè)施加F后彈簧比原長(zhǎng)縮短,F撤去后彈簧伸長(zhǎng)恰使m2提起(1)取壓縮x1處為重力勢(shì)能零點(diǎn)AB解得(2)m1，m2交換位置，結(jié)果不變AB[例]求人造衛(wèi)星繞地球圓周運(yùn)動(dòng)和脫離地球引力所需要的最小發(fā)射速度(忽略大氣阻力)。解：系統(tǒng)機(jī)械能守恒又牛頓第二定律和萬有引力定律可得—第一宇宙速度：發(fā)射衛(wèi)星所需的最小發(fā)射速度當(dāng)當(dāng)—第二宇宙速度：衛(wèi)星逃脫地球引力的最小發(fā)射速度光滑半球面OhQhQ球面任意點(diǎn)

P

處由靜止開始釋放證明：hPhPhQhQ-13-hPhP練習(xí)Q滾至Q點(diǎn)處開始切向脫離球面hPhPPmRvθmhPhPhQhQPQO解法提要取系統(tǒng)：地球，質(zhì)點(diǎn)。內(nèi)力：重力。外力：支撐力，但不做功。故在

P

—Q

過程中機(jī)械能守恒QhQmhPgmg+12mv2···(1)在Q

點(diǎn)處脫離球面時(shí)，質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)方程為···(2)mv2cosmgqR···(4)···(3)由

(1)

得QhQhPg2v2由

(2)

得gv2RcosqQhQ···(5)由

(3)(4)得12QhQhPQhQ、即QhQ2hP3···(6)由

(5)、(6)得1QhQhP12.2hP3hP3恢復(fù)系數(shù)：碰撞后兩球的分離速度與碰撞前兩球的接近速度的比值碰撞前碰撞后碰撞

即1.完全彈性碰撞

速度m2v2m1v1+m1v10m2v20+(1)…212m1v10++212m2v20212m1v1212m2v2(2)…m2(1)由得v10m1v1v2v20()(3)…v10m1m2v1v2v20()(2)由得2222(4)…(3)(4)得v10v1v2v20++即v1v2v20v10(5)…(3)由得(5)和v1v20)(m2m1v10+2m2m2m(1