科學(xué)探究一維彈性碰撞參考課件

§1.3碰撞一、不同類型碰撞1、概念：碰撞中的相互作用力存在摩擦力或介質(zhì)阻力，碰撞中有內(nèi)能或其它形式能的產(chǎn)生，相互作用后，系統(tǒng)的動(dòng)能減少。碰撞中的相互作用力是彈力、電場(chǎng)力，碰撞中只有物體間動(dòng)能、勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，相互作用前后，系統(tǒng)的動(dòng)能保持不變。彈性碰撞:非彈性碰撞:完全非彈性碰撞:兩個(gè)物體碰撞后結(jié)為一體，系統(tǒng)的動(dòng)能減少最多全國(guó)中小學(xué)

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碰撞中物體的相互作用時(shí)間極短，相互作用力極大，即內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力1.碰撞中動(dòng)量守恒2.非對(duì)心碰撞:碰撞前后物體不在同一條直線上運(yùn)動(dòng),

且碰撞后速度都偏離原來方向.也稱為斜碰

2.對(duì)心碰撞與非對(duì)心碰撞1.對(duì)心碰撞:碰撞前后物體在同一條直線上運(yùn)動(dòng)，也叫正碰.二、彈性碰撞的規(guī)律3、彈性碰撞V1V2=0光滑①若m1=m2，可得v1’=0，v2’=v1，相當(dāng)于兩球交換速度．③若m2>>m1

，則v1’=-v1，v2’=0．④若m1>>m2，則v1’=v1，v2’=2v1．②若m1>m2

，則v1’>0；且v2’一定大于0若m1<m2

，則v1’<0；且v2’一定大于0

運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：分離速度等于接近速度；典型問題如兩個(gè)鋼球相撞。動(dòng)力學(xué)特征：動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒。

m1v10+m2v20=m1v1+m2v2①

由①③兩式得

由以上兩式得

v2-v1=v10-v20③

既在完全彈性碰撞中分離速度等于接近速度。②④⑤碰撞的規(guī)律:1.遵循動(dòng)量守恒定律:2.能量不會(huì)增加.3.物體位置不突變.4.碰撞只發(fā)生一次.內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力.只有彈性碰撞的動(dòng)能守恒.但速度可以突變.在沒有外力的情況下,不是分離就是共同運(yùn)動(dòng).總結(jié):(碰撞過程兩物體產(chǎn)生的位移可忽略)練習(xí)1:質(zhì)量相等A、B兩球在光滑水平桌面上沿同一直線，同一方向運(yùn)動(dòng)，A球的動(dòng)量是7kg·m/s，B球的動(dòng)量是5kg·m/s，當(dāng)A球追上B球發(fā)生碰撞，則碰撞后兩球的動(dòng)量可能值是（）A.pA'=6kg·m/s,pB'=6kg·m/sB.pA'=3kg·m/s,pB'=9kg·m/sC.pA'=－2kg·m/s,pB'=14kg·m/sD.pA'=－4kg·m/s,pB'=17kg·m/sA分析:碰撞動(dòng)量守恒,知:A?B?C都滿足.，知:A?B?C也都滿足.總動(dòng)能不能增加，即得:只有A正確了

例2一塊質(zhì)量為M=0.98kg的木塊靜置于光滑水平面上，一顆質(zhì)量m=0.02kg的子彈以v0=100m/s的水平速度射向木塊，如果子彈射入木塊后所受的相互作用阻力f=490N，則木塊厚度d至少應(yīng)有多大才能不被子彈射穿

分析：子彈射入木塊后，以子彈和木塊組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，則系統(tǒng)除了子彈與木塊的相互作用力f以外，系統(tǒng)不受任何外力沖量（相互作用力f是一對(duì)內(nèi)力，這一對(duì)內(nèi)力的沖量之和為零），因此系統(tǒng)水平動(dòng)量應(yīng)該守恒．子彈沒有射穿木塊，表明系統(tǒng)的終態(tài)應(yīng)是子彈與木塊保持相對(duì)靜止，二者以共同的末速度vt向前運(yùn)動(dòng)．這是典型的完全非彈性相同時(shí)，子彈就與木塊保持相對(duì)靜上，此時(shí)子彈在木塊中射入的深度就是子彈與木塊相對(duì)運(yùn)動(dòng)的距離d，如圖所示．在此過程中，子彈m的對(duì)解：以子彈m和木塊M組成的物體系統(tǒng)為研究對(duì)象，運(yùn)用動(dòng)量守恒定律，則有對(duì)m和M分別運(yùn)用動(dòng)能定理，則有同時(shí)考慮到fM=fm=f，將上兩式相加，則有答；木材厚度至少應(yīng)有0．2m，才能不被子彈射穿．方法2

說明：1．如果木材厚度L＜d，則子彈射穿木塊后還有相對(duì)于木d處即達(dá)到相對(duì)靜止，子彈未能到達(dá)圖4-1中所示的木塊的右近緣．如果＜100m/s，則子彈不能射穿木塊．

2．在子彈射進(jìn)木塊的過程中，M和m組成的系統(tǒng)雖然動(dòng)量守恒，對(duì)內(nèi)力做功的代數(shù)和并不為零．所以，系統(tǒng)的動(dòng)能并不守恒，由于這一對(duì)摩擦力的存在，使系統(tǒng)的一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，由④式還看出：系統(tǒng)機(jī)械