【金牌學案】年高中物理 第十六章 4 碰撞課件 新人教選修35

4碰撞知識點1碰撞1．碰撞的特點(1)時間特點：在碰撞現(xiàn)象中，相互作用時間______．很短

(2)相互作用力的特點：在碰撞過程中物體間的相互作用力先是__________，然后再__________，即相互作用力為_____，作用時間短，作用力很大，且遠遠大于系統(tǒng)的外力，即使系統(tǒng)所受外力之和不為零，外力也可以忽略，滿足動量近似守恒的條件，故均可用動量守恒定律來處理．急劇增大急劇減小變力

(3)在碰撞過程中，沒有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機械能，則系統(tǒng)碰撞后的總機械能不可能大于碰撞前系統(tǒng)的總機械能．

(4)位移特點：由于碰撞過程是在一瞬間發(fā)生的，時間極短，所以，在物體發(fā)生碰撞瞬間，可_______________，即認為物體在碰撞、爆炸前后仍在同一位置，但速度發(fā)生了突變．2．碰撞過程應滿足的條件(1)系統(tǒng)的總動量守恒．Ek1′＋Ek2′≤Ek1＋Ek2

(2)系統(tǒng)的機械能不增加，即_______________________. (3)符合實際情況，如碰后兩者同向運動，應有v前>v后，若不滿足，則該碰撞過程不可能．忽略物體的位移碰撞爆炸不同點碰撞過程中沒有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機械能，系統(tǒng)的動能不會增加爆炸過程中往往有化學能轉(zhuǎn)化為動能，系統(tǒng)的動能增加相同點時間特點相互作用時間很短相互作用力的特點物體間的相互作用力先是急劇增大，然后再急劇減小，平均作用力很大系統(tǒng)動量 的特點系統(tǒng)的內(nèi)力遠遠大于外力，外力可忽略不計，系統(tǒng)的總動量守恒位移特點由于碰撞、爆炸過程是在一瞬間發(fā)生的，時間極短，所以，在物體發(fā)生碰撞、爆炸的瞬間，可認為物體在碰撞、爆炸后仍在同一位置3．碰撞與爆炸的異同點

知識點2對心碰撞、非對心碰撞和散射

1．對心碰撞 如圖16－4－1所示，一個運動的球與一個靜止的球碰撞，碰撞之前球的運動速度與兩球心的連線在_____________，碰撞之后兩球的速度仍會沿著這條直線．這種碰撞稱為正碰，也叫對心碰撞．

圖16－4－1同一條直線上2．非對心碰撞

如圖16－4－2所示，一個運動的球與一個靜止的球碰撞，如果碰撞之前球的運動速度與兩球心的連線不在同一條直線上，碰撞之后兩球的速度都會偏離原來兩球心的連線．這種碰撞稱為非對心碰撞．圖16－4－23．散射(1)定義：微觀粒子相互接近時并不發(fā)生直接接觸而發(fā)生的碰撞．(2)散射方向：由于粒子與物質(zhì)微粒發(fā)生對心碰撞的概率很小，所以多數(shù)粒子碰撞后飛向四面八方．

知識點3彈性碰撞和非彈性碰撞

1．彈性碰撞 如果碰撞過程中機械能守恒，這樣的碰撞叫做彈性碰撞，如圖16－4－3所示碰撞中，由動量守恒得m1v1

＝m1v1′＋圖16－4－3

2．非彈性碰撞

(1)如果碰撞過程中機械能不守恒，這樣的碰撞叫做非彈性碰撞．

(2)若兩個物體碰撞時成為一個整體，即它們相對靜止，這樣的碰撞叫做完全非彈性碰撞，如圖16－4－3所示發(fā)生完全非彈性碰撞，則有動量守恒m1v1＝(m1＋m2)v；碰撞損失機械能3．碰撞中的的臨界問題題相互作用的的兩個物體體在很多情情況下可當當做碰撞處處理，那么么對相互作用用中兩物體體相距恰““最近”、、相距恰““最遠”或或恰上升到“最高點點”等一類臨臨界問題，求求解的關(guān)鍵都都是“速度相相等”，相當于于完全非彈性性碰撞模型．．具體分析如如下：(1)在圖16－4－4中，光滑水平平面上的A物體以速度v去撞擊靜止的B物體，A、B兩物體相距最最近時，兩物物體速度必定定相等，此時彈彈簧最短，其其壓縮量最大大．圖16－4－4(2)在圖16－4－5中，光滑水平平面上有兩個個帶同種電荷荷的物體A、B，當其中一個個A以速度v向靜止的另一一個B靠近的過程中(設A、B不會接觸)，當兩者相距距最近時，二二者速度必定定相等．圖16－4－5(3)在圖16－4－6中，物體A以速度v0滑上靜止在光光滑水平面上的小車車B，當A在B上滑行的距離離最遠時，A、B相對靜止，A、B兩物體的速度度必定相等．．圖16－4－6(4)在圖16－4－7中，質(zhì)質(zhì)量為為M的滑塊塊靜止止在光光滑水水平面面上，滑滑塊的的光滑滑弧面面底部部與桌桌面相相切，，一個個質(zhì)量量為m的小球球以速度v0向滑塊塊滾來來，設設小球球不能能越過過滑塊塊，則則小球球到達達滑塊塊上的最高高點時時(即小球球的豎豎直速速度為為零)，兩物物體的的速度度必定定相等等(方向為為水平平向右右)．圖16－4－7(5)在圖16－4－8中，光光滑水水平桿桿上有有一質(zhì)質(zhì)量為為m的環(huán)，，通過一一長為為L的輕繩繩與M相連，，現(xiàn)給給M以瞬時時水平平速度度v0.(設M上升最最高不不超過過水平平桿)，則M上升最最高時時，m、M速度必必定相等．．圖16－4－8圖16－4－9(1)A物體獲獲得的最最大速速度；；(2)彈簧壓壓縮最最大時時B物體的的速度度．1.(2011年惠州州三模模)如圖16－4－10示，質(zhì)質(zhì)量M＝2kg的長木木板B靜止于于光滑滑水平平面上上，B的右邊邊放有有豎直直固定定擋板板，B的右端端距離離擋板s.現(xiàn)有一一小物物體A(可視為為質(zhì)點點)質(zhì)量為為m＝1kg，以初初速度度v0＝6m/s從B的左端端水平平滑上上B.已知A與B間的動動摩擦擦因數(shù)數(shù)μ＝0.2，A始終未滑滑離B，B與豎直直擋板板碰前前A和B已相對對靜止止，B與擋板板的碰碰撞時間極極短，，碰后后以原原速率率彈回回．求求：圖16－4－10(1)B與擋板板相碰碰時的的速度度大小小．(2)s的最最短短距距離離．．解：：(1)設B與擋擋板板相相碰碰時時的的速速度度大大小小為為v1，由由動動量量守守恒恒定定律mv0＝(M＋m)v1解得得v1＝2m/s(2)A與B剛好好共共速速時時B到達達擋擋板板，，此此時時s最短短，，由由牛牛頓頓第第二定定律律，，B的加加速速度度題型型1一般般碰碰撞撞問問題題的的分分析析與與判判斷斷【例題題】(雙選選)半徑徑相相等等的的兩兩只只小球球甲甲和和乙乙，，在在光光滑滑水水平平面上上沿沿同同一一直直線線相相向向運運動動，，若若甲甲球球質(zhì)質(zhì)量量大大于于乙乙球球質(zhì)質(zhì)量量，，碰碰撞撞前前兩球的動動能相等等，則碰碰撞后兩兩球的運運動狀態(tài)態(tài)可能是是()A．甲球速速度為零零而乙球球速度不不為零B．乙球速速度為零零而甲球球速度不不為零C．兩球速速度均不不為零D．兩球速速度方向向均與原原方向相反，兩兩球動能能仍相等等若碰后甲甲球運動動而乙球球靜止，，則甲球球只能反反向運動動，即碰碰后系統(tǒng)總總動量與與碰前系系統(tǒng)總動動量方向向相反，，違反動動量守恒恒定律，，可知選項項B錯誤．若碰后甲甲、乙均均運動，，只要系系統(tǒng)總動動量(矢量)與碰前系系統(tǒng)總動量(矢量)相等，即即可滿足足動量守守恒定律律，所以以選項C正確．若碰后兩兩球均反反向運動動且動能能相等，，則碰后后總動量量方向必必將與碰前前系統(tǒng)總總動量方方向相反反，不滿滿足動量量守恒定定律，所所以選項D錯誤．答案：AC規(guī)律總結(jié)結(jié)：有關(guān)判斷斷A、B碰撞前后后的動量量(或速度)可能值，，應同時滿滿足三個個條件：：①動量量守恒，，碰前誰的動量量大，碰碰撞中誰就占主主動；②能量不增增加；③③碰撞后后兩球在在一條直直線上同同向運動，后一球球的速度度不可以以大于前前一個球球的運動動速度．．本題就就是這種應應用的較較為典型型的問題題．解決決此類問問題，一一定要三三個條件逐一對對照．1．甲、乙乙兩鐵球球質(zhì)量分分別是m1＝1kg、m2＝2kg，在光滑滑平面上沿沿同一直直線運動動，速度度分別是是v1＝6m/s、v2＝2m/s.甲追)上乙發(fā)生生正碰后后兩物體體的速度度有可能能是(A．v1′＝7m/s，v2′＝1.5m/sB．v1′＝2m/s，v2′＝4m/sC．v1′＝3.5m/s，v2′＝3m/sD．v1′＝4m/s，v2′＝3m/s解析：選項A和B均滿足動動量守恒恒定律，，但選項項A碰后總動能大于于碰前總總動能，，選項A錯誤，B正確；選選項C不滿足動動量守恒定定律，C錯誤；選選項D滿足動量量守恒定定律，且且碰后總總動能小于碰前總總動能，但碰碰后甲球速度度大于乙球速速度，不合理理，D錯誤．答案：B題型2碰撞過程中的的臨界問題【例題】在列車編組站站里，一輛m1＝1.8×104kg的貨車在平直軌道上以以v1＝2m/s的速度運動，，碰上一輛m2＝2.2×104kg的靜止的貨車車，它們碰撞撞后接合在一一起繼續(xù)運動動，求運動的的速度．答案：0.9m/s規(guī)律總結(jié)：①解答本題要弄清幾個關(guān)鍵鍵點：一是系系統(tǒng)在相互作用過程中中是否符合能能量守恒的條條件，是符合合的哪一條；；二是弄清系統(tǒng)相相互作用過程程的兩態(tài)，特特別是對“作用前”和“作用后”的理解解要強調(diào)“剛要碰時”和“剛結(jié)束時”．②本題屬于兩物物體碰撞后結(jié)結(jié)合在一起的情況，這這種碰撞常稱為完全非彈彈性碰撞．類類似這