碰撞和反冲专题复习课件ppt.ppt
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1、动量守恒定律动量守恒定律的应用的应用(二二)2006200620062006年年年年10 10 10 10月月月月3 3 3 3日日日日 碰撞和反冲专题碰撞和反冲专题.碰碰撞撞一碰撞:一碰撞:、碰撞:碰撞是指相对运动的物体相遇时,在极短、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。的时间内它们的运动状态发生了显著的变化的过程。2.2.“碰撞过程碰撞过程”的特征的特征(1).经历的时间极短,通常情况下,碰撞所经历的时经历的时间极短,通常情况下,碰撞所经历的时间在整个力学过程中都是可以忽略的;间在整个力学过程中都是可以忽略的;(2).(2).碰撞双方相互
2、作用的内力往往是远大于来自外部碰撞双方相互作用的内力往往是远大于来自外部物体的作用力物体的作用力(3)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3.3.“碰撞过程碰撞过程”的制约的制约动量制约动量制约(系统动量守恒的原则系统动量守恒的原则):即碰撞过程必须:即碰撞过程必须受到受到“动量守恒定律的制约动量守恒定律的制约”;动能制约动能制约:即在碰撞过程,碰撞双方的总动能不会:即在碰撞过程,碰撞双方的总动能不会增加;增加;运动制约运动制约:即碰撞过程还将受到运动的合理性要求:即碰撞过程还将受到运动的合理性要求的制约的制约(碰前、碰后两个物体的位置关系(不穿越)和碰前、碰后两个物体
3、的位置关系(不穿越)和速度大小应保证其顺序合理。速度大小应保证其顺序合理。)比如,某物体向右运动,被后面物体迫及而碰撞后,比如,某物体向右运动,被后面物体迫及而碰撞后,其运动速度只会增大而不应该减小。其运动速度只会增大而不应该减小。5.5.在碰撞和爆炸现象中,一般都满足内力远大于外力,在碰撞和爆炸现象中,一般都满足内力远大于外力,故可以用动量守恒定律处理。故可以用动量守恒定律处理。6.6.“碰撞过程碰撞过程”的推广的推广 相互作用的双方在相互作用过程中系统所受到的合相互作用的双方在相互作用过程中系统所受到的合外力为零时,我们可以将这样的过程视为外力为零时,我们可以将这样的过程视为“广义的碰广义
4、的碰撞过程撞过程”加以处理。加以处理。二碰撞的几种类型:二碰撞的几种类型:1.1.弹性碰撞弹性碰撞(1)(1)两物体碰后很短时间内分开,能量(动能)无损失,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;称为弹性碰撞;(2)(2)动量守恒,动能没有损失动量守恒,动能没有损失(3)(3)弹性碰撞公式弹性碰撞公式(4)(4)对弹性碰撞的讨论对弹性碰撞的讨论V0静止静止ABABV1V2由动量守恒得由动量守恒得:m1V0=m1V1+m2V2 (1)由系统动能无损失由系统动能无损失联立联立式得:式得:a.a.当当mm1 1mm2 2时,时,v v1 1=0;v=0;v2 2=v=v1 1 质
5、量相等,交换速度;质量相等,交换速度;b.b.当当mm1 1mm2 2时,时,v v1 10 0;v;v2 20 0大碰小,一起跑;大碰小,一起跑;c.c.当当mm1 1mm2 2时,时,v v1 10 0;v;v2 20 0小碰大,要反弹。小碰大,要反弹。d.d.当当mm1 1mm2 2时,时,v v1 1 v v1 1;v;v2 2 2v2v1 1e.e.当当mm1 1mm2 2时,时,v v1 1 v v1 1;v;v2 2 0 02.2.完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞(1)(1)两物体碰后合为一体,以共同的速度运动,称为完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
6、能量(动能)损失最多;全非弹性碰撞,此类碰撞能量(动能)损失最多;(2)(2)动量守恒,动能损失最大动量守恒,动能损失最大.(3)A(3)A、B B最终的共同速度为:最终的共同速度为:(4)(4)系统的系统的动能损失动能损失最大,为:最大,为:3.3.非弹性碰撞非弹性碰撞(1)(1)两物体碰后虽然分开,但碰撞时间较长,能量(动两物体碰后虽然分开,但碰撞时间较长,能量(动能)有损失。能)有损失。(2)(2)动量守恒,动能有损失动量守恒,动能有损失.例例1.1.在在光光滑滑的的水水平平面面上上,有有A A B B两两球球沿沿同同一一直直线线向向右右运运动动,(,(如如图图示示),),已已知知碰碰撞
7、撞前前两两球球的的动动量量分分别别为为P PA A=12kgm/s=12kgm/s ,P PB B=13kgm/s=13kgm/s,碰碰撞撞后后它它们们的的动动量变化是量变化是P PA A,P,PB B有可能的是有可能的是:()A.PA=-3 kgm/s PB=3 kgm/s B.PA =4 kgm/s PB=-4 kgm/s C.PA=-5 kgm/s PB=5 kgm/sD.PA=-24 kgm/s PB=24 kgm/sPA=12kgm/sPB=13kgm/sA C例例2.2.如图所示,光滑水平面上质量为如图所示,光滑水平面上质量为mm1 1=2kg=2kg的物块的物块以以v v0 0=
8、2m/s=2m/s的初速冲向质量为的初速冲向质量为mm2 2=6kg=6kg静止的光滑静止的光滑圆弧面斜劈体。求:圆弧面斜劈体。求:(1)(1)物块物块mm1 1滑到最高点位置时,二者的速度;滑到最高点位置时,二者的速度;(2)(2)物块物块mm1 1从圆弧面滑下后,二者速度从圆弧面滑下后,二者速度(3)(3)若若mm1 1=m=m2 2物块物块mm1 1从圆弧面滑下后,二者速度从圆弧面滑下后,二者速度 v0m2m1解:(解:(1 1)由动量守恒得)由动量守恒得m1V0=(m1+m2)V V=m1V0/(m1+m2)=0.5m/s(2 2)由弹性碰撞公式)由弹性碰撞公式(3)质量相等的两物体弹
9、性碰撞后交换速度质量相等的两物体弹性碰撞后交换速度 v1=0 v2=2m/s练习练习1.1.如图所示,质量为如图所示,质量为mm的小车静止于光滑水平面的小车静止于光滑水平面上,车上有一光滑的弧形轨道,另一质量为上,车上有一光滑的弧形轨道,另一质量为mm的小球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(小球再次从轨道的右端离开轨道后,将作()A A向左的平抛运动;向左的平抛运动;B B向右的平抛运动;向右的平抛运动;CC自由落体运动;自由落体运动;D D无法确定无法确定.分析与解分析与解 以球和小车的构成
10、的系统为研究对象,由于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水平方向无外力,因此,系统的水平动量守恒.即即mvmv0 0mvmv1 1mvmv2 2考虑到没有摩擦力作用,故系统的机械能守恒,于是又有考虑到没有摩擦力作用,故系统的机械能守恒,于是又有mvmv0 02 2/2/2 mvmv1 12 2/2/2mvmv2 22 2/2/2 由此不难解得:经小球与小车间的相互作用过程由此不难解得:经小球与小车间的相互作用过程后,小球的速度从后,小球的速度从v v0 0减为减为v v1 10 0而小车的速度则从而小车的速度则从0 0增为增为v v2 2v v0 0
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