【教科版選修3-5】高中物理：14《動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用(第5課時(shí))》課件

高中物理·選修3-5·教科版1.3動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用第三課時(shí)幾個(gè)碰撞問(wèn)題的定量分析12024/3/31高中物理·選修3-5·教科版1.3動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用第三[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．22024/3/31[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m1v1′＋m2v2′守恒守恒很短很大明顯32024/3/31一、碰撞的特點(diǎn)m1v1′＋m2v2′守恒守恒很短很大明顯323．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m1v1′＋m2v2′守恒42024/3/313．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．2．三種碰撞類型 (1)彈性碰撞

動(dòng)量守恒：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′52024/3/31一、對(duì)碰撞問(wèn)題的理解52024/3/31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．即v1′＝0，v2′＝v1(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＝Q62024/3/31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(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72024/3/31(3)完全非彈性碰撞72024/3/31【例1】質(zhì)量分別為300g和200g的兩個(gè)物體在無(wú)摩擦的水平面上相向運(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?。?/p>

答案

(1)0.1m/s

(2)0.135J (3)0.7m/s

0.8m/s82024/3/31【例1】質(zhì)量分別為300g和200g的兩個(gè)物體在無(wú)摩擦解析

(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．92024/3/3192024/3/31102024/3/31102024/3/31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的速度大小．112024/3/31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122024/3/31122024/3/31二、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．

132024/3/31二、彈性正碰模型及拓展應(yīng)用132024/3/312．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．(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．142024/3/31(3)若m1?m2，v1≠0，v2＝0，則二者彈性正碰后，1【例2】如圖1－5－1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1－5－1152024/3/31【例2】如圖1－5－1所示，ABC為一固定在豎直平面內(nèi)的光162024/3/31162024/3/31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．172024/3/31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【例3】如圖1－5－2所示，在光滑水平面上停放質(zhì)量為m裝有弧形槽的小車．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滑去(不計(jì)摩擦)，到達(dá)某一高度后，小球又返回小車右端，則 (

)圖1－5－2182024/3/31【例3】如圖1－5－2所示，在光滑水平面上停放質(zhì)量為m裝有答案

ACD解析小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，小車和小球相對(duì)靜止，且水平方向總動(dòng)量守恒，小球離開(kāi)車時(shí)類似完全彈性碰撞，兩者速度完成互換，故選項(xiàng)A、C、D都是正確的．192024/3/31答案ACD192024/3/31三、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．202024/3/31三、碰撞需滿足的三個(gè)條件202024/3/31【例4】

(2014·福建師大附中高二期末)如圖1－5－3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1－5－3212024/3/31【例4】(2014·福建師大附中高二期末)如圖1－5－3所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

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