《碰撞和反冲专题》PPT课件

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1、动量守恒定律的应用碰撞专题.碰撞一．碰撞：１、碰撞：碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短的时间内它们的运动状态发生了显著的变化的过程。2.“碰撞过程”的特点(1)经历的时间极短，通常情况下都是可以忽略的；(2)碰撞的内力远大于外力，动量守恒；(3)碰撞过程物体的位置不突变，碰撞过程两物体产生的位移可忽略。3.“碰撞过程”的制约①动量制约：必须受到“动量守恒定律的制约”；②动能制约：碰撞双方的总动能不会增加；③运动制约：运动的合理性的制约(碰前、碰后两个物体的位置关系和速度大小应保证其顺序合理。)例：某物体向右运动，被后

2、面物体迫及而碰撞后，其运动速度只会增大而不应该减小。二．碰撞的几种类型：1.弹性碰撞：两物体碰后很短时间内分开，能量（动能）无损失，称为弹性碰撞；特点：动量守恒，动能没有损失计算公式：由动量守恒得：m1V0=m1V1′+m2V2′由系统动能无损失：V0静止ABABV1ˊV2ˊ联立得：a.当m1＝m2时，v1’=0;v2’=v1质量相等，交换速度；b.当m1＞m2时，v1’＞0;v2’＞0大碰小，一起跑；c.当m1＜m2时，v1’＜0;v2’＞0小碰大，要反弹。d.当m1＞＞m2时，v1’＝v1;v2’＝2v1e.当m1

3、＜＜m2时，v1’＝－v1;v2’＝02.完全非弹性碰撞：两物体碰后合为一体，以共同的速度运动，称为完全非弹性碰撞，此类碰撞能量（动能）损失最多；(2)动量守恒，动能损失最大.(3)A、B最终的共同速度为：(4)系统的动能损失最大，为：3.非弹性碰撞(1)两物体碰后虽然分开，但碰撞时间较长，能量（动能）有损失。(2)动量守恒，动能有损失.例1.在光滑的水平面上,有AB两球沿同一直线向右运动,(如图示),已知碰撞前两球的动量分别为PA=12kgm/s,PB=13kgm/s,碰撞后它们的动量变化是△PA,△PB有可能的是:

4、（）A.△PA=-3kgm/s△PB=3kgm/sB.△PA=4kgm/s△PB=-4kgm/sC.△PA=-5kgm/s△PB=5kgm/sD.△PA=-24kgm/s△PB=24kgm/sPA=12kgm/sPB=13kgm/sAC例2.如图所示，光滑水平面上质量为m1=2kg的物块以v0=2m/s的初速冲向质量为m2=6kg静止的光滑圆弧面斜劈体。求：(1)物块m1滑到最高点位置时，二者的速度；(2)物块m1从圆弧面滑下后，二者速度(3)若m1=m2物块m1从圆弧面滑下后，二者速度v0m2m1解：（1）由动量守恒

5、得m1V0=（m1+m2）VV=m1V0/（m1+m2）=0.5m/s（2）由弹性碰撞公式（3）质量相等的两物体弹性碰撞后交换速度∴v1=0v2=2m/s练习1.如图所示，质量为m的小车静止于光滑水平面上，车上有一光滑的弧形轨道，另一质量为m的小球以水平初速沿轨道的右端的切线方向进入轨道，则当小球再次从轨道的右端离开轨道后，将作（）A．向左的平抛运动；B．向右的平抛运动；C．自由落体运动；D．无法确定.分析与解以球和小车的构成的系统为研究对象，由于水平方向无外力，因此，系统的水平动量守恒.即mv0＝mv1＋mv2考虑到

6、没有摩擦力作用，故系统的机械能守恒，于是又有mv02/2＝mv12/2＋mv22/2由此不难解得：经小球与小车间的相互作用过程后，小球的速度从v0减为v1＝0而小车的速度则从0增为v2＝v0由此可以得出判断：此例应选C.例3.质量为1kg的小球A以速度8m/s沿光滑水平面运动，与质量为3kg的静止小球B发生正碰后，A、B两小球的速率v1,v2可能为A.v1＝1m/sB.v1＝3m/sC.v2＝1m/sD.v2＝3m/s分析与解:此例中两球的碰撞类型没有明确，不妨取两种极端的情况来计算.若碰撞是弹性的，碰后两球的速度分别

7、为vA＝＝＝－4m/svB＝＝＝4m/s若碰撞是完全非弹性的，碰后两球的速度相等，为uA＝uB＝＝＝2m/s碰后A、B两球的速度的取值范围分别为vA∈[－4m/s,2m/s]vB∈[2m/s,4m/s]若不考虑速度的方向，则碰后A、B两球的速率的取值范围分别为v1∈[0,4m/s]v2∈[2m/s,4m/s]此例应选A、B、D例4.如图所示，质量M=2kg的盒子放在光滑的水平面上，盒子长L=1m，质量为m=1kg的小物块从盒子的右端以υ0=6m/s的初速度向左运动，小物块与盒子底部间动摩擦因数μ=0.5，与盒子两侧壁间

8、的碰撞无机械能损失，则小物块最终将相对静止于盒子的何处？分析：一方面小物块和盒子间相对运动和相互碰撞过程中要遵从动量守恒定律，另一方面小物块和盒子间相对运动时滑动摩擦将使系统的动能减少，于是有解答：由动量守恒定律得mυ0=(m+M)υ由能量守恒可得μmgd=mυ02/2－(m+M)υ2/2代入数据可解得：从开始运动到小物块与盒子相