高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册碰撞课文配套ppt课件

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①弹性碰撞:碰撞前后系统总动能不变的碰撞。如台球、钢球、冰壶等的碰撞及低能电子与分子的碰撞等。发生弹性碰撞时动量守恒、机械能守恒,即有m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2', m1 + m2 = m1v1'2+ m2v2'2。②非弹性碰撞:系统总机械能减少的碰撞。如汽车追尾、子弹射穿光滑水平面上的木块并继续运动等。发生非弹性碰撞时动量守恒、机械能减少,有m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2',Ek初-Ek末=Q。在非弹性碰撞中,如果两物体碰后粘在一起,以相同的速度运动,这种碰撞称为完全非弹性碰撞。(2)从碰撞前后物体运动的方向是否在同一条直线上分:分为正碰和斜碰。①正碰(对心碰撞):两球相碰,碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在同一条直线上,碰撞之后两球的速度仍会沿着这条直线。②斜碰(非对心碰撞):两个球发生碰撞,如果碰撞之前球的运动速度与两球心的连线不在同一条直线上,碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心连线所在的直线。
1.1932年,英国物理学家查德威克发现了中子。2.中子质量的计算 用中子分别与静止的氢核和氮核碰撞,测出中子碰撞前后的速度以及氢核和氮核碰撞后的速度,根据动量守恒和能量守恒列方程,联立求解出中子的质量。
爆炸是指在极短时间内释放出大量能量,产生高温,并放出大量气体,在周围介质中造成高压的化学反应或状态变化。如普通炸药爆炸将化学能转化为内能和机械能;核爆炸将核能转化为内能和机械能。
知识辨析1.打台球时,质量相等的母球与目标球发生碰撞,两个球一定交换速度吗?2.微观粒子间相互作用时,不直接接触,发生的是碰撞吗?3.让两个带正电的重离子加速后,沿同一直线相向运动并发生猛烈碰撞,碰撞后离子的动能是否可以全部转化为内能?
一语破的1.不一定。只有质量相等的两个物体发生一维弹性碰撞时,系统的动量守恒,机械能守恒,才会交换速度。2.是。微观粒子间相互作用时,短时间内产生强大内力,所以仍然是碰撞,微观粒子碰撞又叫散射。3.可以。两个重离子碰撞前运动方向相反,若两离子碰撞前的动量等大,碰撞后两离子均静止,这时动能完全转化为内能。
处理碰撞问题要遵循三个原则:(1)动量守恒,即p1+p2=p1'+p2'。(2)动能不增加,即Ek1+Ek2≥Ek1'+Ek2'或 + ≥ + 。(3)速度要合理:①若碰撞前两物体同向运动,那么后面运动的物体的速度一定要大于前面运动的物体的速度,即v后>v前,否则无法实现碰撞;碰撞后原来在前的物体速度一定增大,若碰撞后两物体同向运动,则应有v前'≥v后'。②若两物体相向运动,那么碰撞后两物体的运动方向不可能都不改变。
　　以质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生对心弹性碰撞(一动碰一静模型)为例,设碰撞后两球的速度分别为v1'、v2',弹性碰撞应满足动量守恒定律和机械能守恒定律,则有m1v1=m1v1'+m2v2'①, m1 = m1v1'2+ m2v2'2②。联立①②得v1'= ,v2'= 结论:(1)当m1=m2时,v1'=0,v2'=v1,两球碰后交换速度。(2)当m1>m2时,v1'>0,v2'>0,碰后两球都沿v1的方向运动。若m1≫m2,这时m1-m2≈m1,m1+m2≈m1,v1'≈v1,v2'≈2v1,表明质量为m1的球的速度不变,质量为m2的球以2v1的速度被撞出去。(3)当m10,碰后质量为m1的球被反弹回来。
若m1≪m2, ≈-1, ≈0,v1'≈-v1,v2'≈0,表明质量为m1的球被以原来的速率反向弹回,而质量为m2的球仍静止。
知识拓展    质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2、速度为v2的小球发生对心弹性碰撞,根据动量守恒和机械能守恒有 解得v1'= ,v2'= 。联立以上两式可得v1'+v1=v2'+v2,v2=0时,有v1'+v1=v2',这两个公式可用于弹性碰撞问题的快速计算。
典例 如图,在足够长的光滑水平面上,物体A、B、C位于同一直线上,A位于B、C之间。A的质量为m,B、C的质量都为M,三者均处于静止状态。现使A以某一速度向右运动,求m和M之间应满足什么条件,才能使A只与B、C各发生一次碰撞【1】。设物体间的碰撞都是弹性碰撞【2】。
信息提取    【1】A与C碰后反弹,然后再与B碰后再反弹,且反弹的速度必须小于等于C的速度;【2】既满足动量守恒定律也满足机械能守恒定律。
情景图示    本题的运动过程如图所示,碰撞过程中满足动量守恒定律和机械能守恒定律。
解析    A向右运动与C发生第一次碰撞,碰撞过程中,A与C组成的系统的动量守恒、机械能守恒。以水平向右为正方向,设开始时A的速度为v0,第一次碰撞后C的速度为vC1,A的速度为vA1,有mv0=mvA1+MvC1, m = m + M (由【2】得到),联立以上两式得vA1= v0,vC1= v0,如果m>M,第一次碰撞后,A与C速度同向,且A的速度小于C的速度,不可能与B发生碰撞;如果m=M,第一次碰撞后,A停止,C以A碰前的速度向右运动,A不可能与B发生碰撞。所以只需考虑m