科学探究一维弹性碰撞.ppt
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第第3节节科学探究:
一维弹性碰撞科学探究:
一维弹性碰撞动量守恒定律动量守恒定律一个系统一个系统不受外力或所受外力为零不受外力或所受外力为零,这个,这个系统的总动量保持不变。
系统的总动量保持不变。
当当当当系统内作用力远大于系统所受合外力系统内作用力远大于系统所受合外力系统内作用力远大于系统所受合外力系统内作用力远大于系统所受合外力时,外时,外时,外时,外力对系统内部的动量传递影响不大,该系统动力对系统内部的动量传递影响不大,该系统动力对系统内部的动量传递影响不大,该系统动力对系统内部的动量传递影响不大,该系统动量近似认为守恒量近似认为守恒量近似认为守恒量近似认为守恒上节回顾上节回顾当系统的内力远大于外力时,物体间的碰撞当系统的内力远大于外力时,物体间的碰撞动量是守恒的。
动量是守恒的。
动能会不会也守恒呢?
BAv1m1m2BAV初动能初动能未动能未动能由动量守恒得动能不守恒一、不同类型的碰撞:
一、不同类型的碰撞:
碰撞过程中物体会发生形变,还会发热、发声,碰撞过程中物体会发生形变,还会发热、发声,碰撞中有内能或其它形式能的产生,相互作用后,碰撞中有内能或其它形式能的产生,相互作用后,系统的动能减少。
系统的动能减少。
碰撞中的相互作用力是弹力、电场力,碰撞中碰撞中的相互作用力是弹力、电场力,碰撞中只有物体间动能、势能的转化,相互作用前后,系只有物体间动能、势能的转化,相互作用前后,系统的动能保持不变。
统的动能保持不变。
3、弹性碰撞、弹性碰撞:
1、非弹性碰撞、非弹性碰撞:
2、完全非弹性碰撞、完全非弹性碰撞:
两个物体碰撞后结为一体,系统的动能减少最多两个物体碰撞后结为一体,系统的动能减少最多物理学中根据碰撞过程动能的损失情况将碰撞分为几类:
“牛顿摇篮牛顿摇篮牛顿摇篮牛顿摇篮”演示实验视演示实验视演示实验视演示实验视频频频频二、弹性碰撞的实验研究二、弹性碰撞的实验研究三、三、弹性碰撞的规律弹性碰撞的规律ABv1V1V2m1BAm2如下图,如下图,如下图,如下图,AAAA、BBBB两球发生弹性碰撞,分析撞后速度情况。
两球发生弹性碰撞,分析撞后速度情况。
两球发生弹性碰撞,分析撞后速度情况。
两球发生弹性碰撞,分析撞后速度情况。
动量守恒:
动量守恒:
动量守恒:
动量守恒:
动能守恒:
动能守恒:
动能守恒:
动能守恒:
联立联立联立联立两式得两式得两式得两式得弹性碰撞的规律弹性碰撞的规律弹性碰撞的规律弹性碰撞的规律分别求出下面四种情况的弹性碰撞两物体碰后的速度。
分别求出下面四种情况的弹性碰撞两物体碰后的速度。
分别求出下面四种情况的弹性碰撞两物体碰后的速度。
分别求出下面四种情况的弹性碰撞两物体碰后的速度。
四:
碰撞需要满足的三个条件:
四:
碰撞需要满足的三个条件:
碰撞的规律碰撞的规律:
1.遵循动量守恒定律遵循动量守恒定律:
2.能量不会增加能量不会增加.3.物体位置不突变物体位置不突变.4.碰撞只发生一次碰撞只发生一次.内力远大于外力内力远大于外力.只有弹性碰撞的动能守恒只有弹性碰撞的动能守恒.但速度可以突变但速度可以突变.在没有外力的情况下在没有外力的情况下,不是分离就是共不是分离就是共同运动同运动.总结总结:
(碰撞过程两物体产生的位移可忽略碰撞过程两物体产生的位移可忽略)1111、两个质量分别为、两个质量分别为、两个质量分别为、两个质量分别为300g300g300g300g和和和和200g200g200g200g的物体在无摩擦的水平的物体在无摩擦的水平的物体在无摩擦的水平的物体在无摩擦的水平面上相向运动,速度分别为面上相向运动,速度分别为面上相向运动,速度分别为面上相向运动,速度分别为50cm/s50cm/s50cm/s50cm/s和和和和100cm/s.100cm/s.100cm/s.100cm/s.、如果两物体碰后结合在一起,求它们的末速度;、如果两物体碰后结合在一起,求它们的末速度;、如果两物体碰后结合在一起,求它们的末速度;、如果两物体碰后结合在一起,求它们的末速度;、碰后损失的动能;、碰后损失的动能;、碰后损失的动能;、碰后损失的动能;、若是弹性碰撞,求每一物体的碰撞后速度。
、若是弹性碰撞,求每一物体的碰撞后速度。
、若是弹性碰撞,求每一物体的碰撞后速度。
、若是弹性碰撞,求每一物体的碰撞后速度。
22、质量为、质量为、质量为、质量为1kg1kg,速度为,速度为,速度为,速度为6m/s6m/s的物体的物体的物体的物体AA,在光滑水平面上,在光滑水平面上,在光滑水平面上,在光滑水平面上与质量为与质量为与质量为与质量为2kg2kg,速度为,速度为,速度为,速度为2m/s2m/s的物体的物体的物体的物体BB发生碰撞,碰后发生碰撞,碰后发生碰撞,碰后发生碰撞,碰后AA、BB两物体的速度可能是两物体的速度可能是两物体的速度可能是两物体的速度可能是A、vA=5m/svB=2.5m/sB、vA=-2m/svB=4m/sA、vA=-4m/svB=7m/sA、vA=7m/svB=1.5m/s判断依据判断依据:
在所给条件不足的情况下,碰撞结果有各种可在所给条件不足的情况下,碰撞结果有各种可能,但不管哪种结果必须同时满足以下三条:
能,但不管哪种结果必须同时满足以下三条:
(1)
(1)系统动量守恒系统动量守恒,即,即pp11+p+p22=p=p11+p+p22.
(2)
(2)系统动能不增加系统动能不增加,即,即EEk1k1+E+Ek2k2EEk1k1+E+Ek2k2或或(3)(3)符合实际情况符合实际情况,如果碰前两物体同向运动,则后面的物体速,如果碰前两物体同向运动,则后面的物体速度必大于前面物体的速度,即度必大于前面物体的速度,即vv后后vv前前,否则无法实现碰撞,否则无法实现碰撞.碰撞碰撞后,原来在前的物体的速度一定增大,且原来在前的物体速度后,原来在前的物体的速度一定增大,且原来在前的物体速度大于或等于原来在后的物体的速度,即大于或等于原来在后的物体的速度,即vv前前vv后后,否则碰撞,否则碰撞没有结束没有结束.如果碰前两物体相向运动,则碰后两物体的运动方向如果碰前两物体相向运动,则碰后两物体的运动方向不可能都不改变,除非两物体碰撞后速度均为零不可能都不改变,除非两物体碰撞后速度均为零.3用轻弹簧相连的质量均为用轻弹簧相连的质量均为m=2的的A、B两物体两物体都以都以v=6m/s的速度在光滑的水平地面上运动,弹簧的速度在光滑的水平地面上运动,弹簧处于原长,质量处于原长,质量M=4的物体的物体C静止在前方,如静止在前方,如图所示。
图所示。
B与与C碰撞后二者粘在一起运动,在以后碰撞后二者粘在一起运动,在以后的运动中,求:
的运动中,求:
(1)当弹簧的弹性势能最大时物体)当弹簧的弹性势能最大时物体A的速度。
的速度。
(2)弹性势能的最大值是多大?
)弹性势能的最大值是多大?
ABCv3m/s12J
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