3-7-9完全弹性碰撞完全非弹性碰撞,能量守恒定.
完全弹性碰撞
o xA
x
dx
xB
2.质点的动能定理
3.质点系的动能定理
W合 Ek2 E k1
W ex W in Ek Ek0
注意 内力可以改变质点系的动能
第三章动量守恒定律和能量守恒定律
几种典型的保守力的势能
重力势能 Ep mgz
引力势能
Ep
G m'm r
弹性势能
Ep
1 2
k x2
势能计算
令 Ep0 0
m1v10+m2v20=(m1+m2)v 注意：碰撞过程动量守恒，
v= m1v10+m2v20 m1+m2
但机械能不守恒
为m2 ,悬挂在细绳的下端.有一质量为m1 的子弹以速率 v1 沿水平
方向射入木块中后，子弹和木块将一起摆至高度为h处，求子弹射 入木块前的速率.
解：整个过程分两步：
1.子弹射入木块并停在其中，碰撞 m1 为完全非弹性，且子弹、木块系统 水平方向不受外力，系统动量守恒。
v1
m2
m1 m2
h
m11 (m1 m2 )2
第三章动量守恒定律和能量守恒定律
例2 在宇宙中有密度为 的尘埃,这些尘埃相对惯性参考
系是静止的.有一质量为m0的航天器以初速 v0 穿过宇宙尘埃,
由于尘埃粘贴到航天器上,致使航天器的速度发生改变.求飞船 的速度与其在尘埃中飞行时间的关系.(设想航天器的外形是截
面积为S的圆柱体)
解：以尘埃与航天器作系统，碰撞
W保 (Ep Ep0 ) Ep
Ep (x, y, z)
Ep0 0
F
dr
(x, y,z)
第三章动量守恒定律和能量守恒定律
第一章碰撞和动量守恒知识点总结
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动量守恒定律的适用条件
系统不受外力或所受外力的矢量和为零
适用于高速运动和低速运动的惯性参考系，相对论亦适用
系统内力远大于外力，如爆炸、碰撞等短暂过程
动量守恒定律的数学表达形式
动量守恒定律的公式：p=mv，其中p表示动量，m表示质量，v表示速度
碰撞和动量守恒知识点总结
CONTENTS
目录
01.
碰撞的基本概念
02.
动量守恒定律
03.
碰撞过程中的动量守恒
04.
碰撞过程中的能量守恒
05.
碰撞过程中的动量与能量综合应用
06.
碰撞和动量守恒的应用领域
01
弹性碰撞与非弹性碰撞
完全非弹性碰撞：碰撞后两物体粘在一起运动，机械能损失最大
弹性碰撞：碰撞过程中能量守恒，动量守恒，无机械能损失
军事防御：通过研究碰撞和动量守恒原理，提高军事防御设施的抗打击能力和稳定性
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推导：设碰撞过程中，两物体之间的相互作用力为内力，根据牛顿第三定律，作用力和反作用力大小相等，方向相反。因此，内力所做的功为零。
添加标题
结论：由于内力所做的功为零，所以系统动能的变化等于外力所做的功，即ΔEk=ΔEp。
添加标题
碰撞过程中能量守恒的实例
完全非弹性碰撞：两个小球碰撞后停在地面，动能完全损失，但总能量仍然守恒
动量守恒定律适用于封闭系统，即系统内的物体之间相互作用力忽略不计
动量守恒定律在碰撞过程中成立，即碰撞前后的动量守恒
动量守恒定律是自然界的基本规律之一，适用于宏观和微观领域
大学物理(机械工业出版社)第三章课后答案
第三章 刚体力学#3－1 一通风机的转动部分以初角速度ω0绕其轴转动，空气的阻力矩与角速度成正比，比例系数C 为一常量。
若转动部分对其轴的转动惯量为J ，问：（1）经过多少时间后其转动角速度减少为初角速度的一半？（2）在此时间内共转过多少转？ 解：（1）由题可知：阻力矩ωC M -=，又因为转动定理 dtd JJ M ωβ== dtd JC ωω=-∴ dt JC d t ⎰⎰-=∴00ωωωω t JC-=0lnωω t JCe-=0ωω当021ωω=时，2ln CJt =。
（2）角位移⎰=tdt 0ωθ⎰-=2ln 00C Jt JC dt eωCJ 021ω=，所以，此时间内转过的圈数为CJ n πωπθ420==。
3－2 质量为M ，半径为R 的均匀圆柱体放在粗糙的斜面上，斜面倾角为α ，圆柱体的外面绕有轻绳，绳子跨过一个很轻的滑轮，且圆柱体和滑轮间的绳子与斜面平行，如本题图所示，求被悬挂物体的加速度及绳中张力解：由牛顿第二定律和转动定律得ma T mg =- ααJ R Mg TR =-.sin 2由平行轴定理 223MR J =联立解得 g m M M m a 83sin 48+-=αmg mM MT 83)sin 43(++=α3－3 一平板质量M 1，受水平力F 的作用，沿水平面运动，如本题图所示，板与平面间的摩擦系数为μ，在板上放一质量为M 2的实心圆柱体，此圆柱体在板上只滚动而不滑动，求板的加速度。
解：设平板的加速度为a 。
该平板水平方向受到拉力F 、平面施加的摩擦力1f 和圆柱体施加的摩擦力2f ，根据牛顿定律有，a M f f F 121=--。
m g设圆柱体的质心加速度为C a ，则C a M f 22=遵守转动定理，ββ22221R M J R f ==又因为圆柱体无滑滚动 βR a a C += 且 g M M f )(211+=μ解以上各方程得 212131)(M M gM M F a ++-=μ3－4 质量面密度为σ的均匀矩形板，试证其对与板面垂直的，通过几何中心的轴线的转动惯量为)(1222b a ab J +σ=。
碰撞和动量守恒知识点总结
第一章碰撞和动量守恒知识点总结知识点1 物体的碰撞1．生活中的各种碰撞现象碰撞的种类有正碰和斜碰两种．(1)正碰：像台球的碰撞中若两个小球碰撞时的速度沿着连心线方向，则称为正碰．(2)斜碰：像台球的碰撞中若两个小球碰撞前的相对速度不在连心线上，则称为斜碰．2．弹性碰撞和非弹性碰撞(1)碰撞分为弹性碰撞和非弹性碰撞两种．①弹性碰撞：若两个物体的碰撞发生在水平面上，碰撞后形变能完全恢复，则没有动能损失，碰撞前后两个物体构成的系统动能相等．②非弹性碰撞：若两个物体的碰撞发生在水平面上，碰撞后形变不能完全恢复或完全不能恢复(黏合)，则有动能损失(或损失最大)，损失的动能转变为热能，碰撞前后两个物体构成的系统动能不再相等，碰撞后的总动能小于碰撞前的总动能．(2)两种碰撞的区别：弹性碰撞没有能量损失，非弹性碰撞有能量损失．当两个小球的碰撞发生在水平面上时，两小球碰撞前后的重力势能不变，变化的是动能，根据动能是否守恒，把小球的碰撞分为弹性碰撞和非弹性碰撞，如下所示：(3)注意．①非弹性碰撞一定有机械能损失，损失的机械能一般转化为内能．碰撞后的总机械能不可能增加，这一点尤为重要．②系统发生爆炸时，内力对系统内的每一个物体都做正功，故爆炸时，系统的机械能是增加的，这一增加的机械能来源于炸药贮存的化学能．知识点2 动量、冲量和动量定理一、动量1、动量：运动物体的质量和速度的乘积叫做动量．是矢量，方向与速度方向相同；动量的合成与分解，按平行四边形法则、三角形法则．是状态量；通常说物体的动量是指运动物体某一时刻的动量，计算物体此时的动量应取这一时刻的瞬时速度。
是相对量；物体的动量亦与参照物的选取有关，常情况下，指相对地面的动量。
单位是kg·m/s；2、动量和动能的区别和联系①动量的大小与速度大小成正比，动能的大小与速度的大小平方成正比。
即动量相同而质量不同的物体，其动能不同；动能相同而质量不同的物体其动量不同。
关于物理碰撞知识点总结
关于物理碰撞知识点总结碰撞是物理学中非常重要的概念，它涉及到物体之间相互作用的过程，对于理解物体的运动和相互作用有着非常重要的作用。
在本文中，我们将对物理碰撞的基本概念、类型、定律和相关知识点进行总结和介绍。
一、碰撞的基本概念1.碰撞的定义碰撞是指两个或多个物体之间瞬间发生接触过程的现象。
在碰撞过程中，物体之间会相互传递动量和能量，并可能发生形状和速度的改变。
2.碰撞的分类根据物体间相对速度的大小和方向，碰撞可分为完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞和部分非弹性碰撞。
（1）完全弹性碰撞：在这种碰撞类型中，碰撞物体之间没有能量损失，动量守恒，碰撞前后物体速度方向完全发生改变。
例子：打击台球。
（2）完全非弹性碰撞：在这种碰撞类型中，碰撞物体之间发生能量损失，但动量守恒。
碰撞后物体会粘连在一起并一起运动。
例子：物体落地时的变形。
（3）部分非弹性碰撞：在这种碰撞类型中，碰撞物体之间发生能量损失，但动量守恒。
碰撞后物体分离并各自运动，速度和形状发生变化。
例子：弹簧的振动。
3.碰撞的定律在碰撞过程中，有一些基本的定律和原则需要被遵守。
（1）动量守恒定律：碰撞过程中，碰撞物体的总动量守恒，即碰撞前后物体的总动量保持不变。
（2）能量守恒定律：在完全弹性碰撞中，碰撞物体的总动能守恒，即碰撞前后物体的总动能保持不变。
（3）动量-能量守恒定律：在其他类型碰撞中，碰撞物体的总动能、动量守恒，即碰撞前后物体的总动能和动量保持不变。
二、碰撞的相关知识点1.碰撞的中心在碰撞中，通常会定义一个特殊的点，称为碰撞的中心。
通过中心点的位置和速度变化，可以方便地分析碰撞过程中物体的运动状态。
2.反冲现象在碰撞过程中，通常会有反冲现象发生。
当两个物体发生碰撞时，受到的作用力会引起物体速度和动量的改变，并产生与作用力方向相反的反冲现象。
3.碰撞实验通过实验可以很方便地研究碰撞过程中物体的运动特性。
比如在实验室中，可以利用撞球仪等设备来模拟和观察碰撞过程，从而得到碰撞过程中速度、动量等物理量的变化规律。
2025高考物理专题复习--弹性碰撞和非弹性碰撞(共37张ppt)
A．
C．−
B．－v
D．
15
2、碰撞的可能性判断
2.1 碰撞问题遵循的三个原则
例4、(多选)质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，
A球的动量pA＝9 kg·m/s，B球的动量pB＝3 kg·m/s，当A追上B时发生正碰，则碰
后A、B两球的动量可能值是( AD )
A. pA′＝6 kg·m/s，pB′＝6 kg·m/s
球A、B、C，现让A球以v0＝2 m/s的速度向着B球运动，A、B两球碰撞后粘合在
一起，两球继续向右运动并跟C球碰撞，C球的最终速度vC＝1 m/s.求：
(1)A、B两球跟C球相碰前的共同速度大小；
(2)第二次碰撞过程中损失了多少动能；
(3)两次碰撞过程中共损失了多少动能.
答案
（1）1 m/s；（2）0.25J；（3）1.25J
a、碰前两物体同向运动，即v后 > v前，碰后原来在前面的物体速度一定增大，
且v前′ ≥ v后′。
b、碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变。
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2、碰撞的可能性判断
2.1 碰撞问题遵循的三个原则
例3、如图所示，质量为m的A小球以水平速度v与静止的质量为3m的B小球正碰
后，A球的速率变为原来的 ，而碰后B球的速度是(以v方向为正方向) ( D )
2、非弹性碰撞：物体碰撞后，形变不能恢复，动能产生损失。生活中，绝大多
数碰撞属于非弹性碰撞。
动量守恒：
动能损失，转化成声能和内能：
7
1、 弹性碰撞和非弹性碰撞
1.3 碰撞的分类
3、完全非弹性碰撞：一种特殊的非弹性碰撞，物体碰撞后结合在一起，动能损
碰撞与动量守恒
碰撞与动量守恒碰撞是物体间相互作用的结果，它是自然界中广泛存在的一种现象。
碰撞的过程中，重要的物理量之一就是动量守恒。
本文将探讨碰撞的特性以及动量守恒的原理和应用。
一、碰撞的分类根据碰撞物体之间相互作用力的大小以及方向，碰撞可以分为完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞两种情况。
1. 完全弹性碰撞：在完全弹性碰撞中，物体碰撞后能量没有损失，动能完全转化为势能，再完全转化回动能。
碰撞双方物体在碰撞前后的速度和动量都发生了变化，但总动量守恒。
2. 完全非弹性碰撞：在完全非弹性碰撞中，物体碰撞后能量发生损失，一部分动能转化为其他形式的能量，如热能或声能。
碰撞双方物体在碰撞后产生合并，并沿着合并后的速度继续运动。
总动量同样守恒。
二、动量守恒定律动量守恒定律是经验事实的总结，对于任何孤立系统来说，总动量在碰撞前后保持不变。
这意味着，碰撞中物体的动量之和在碰撞前后保持不变。
动量守恒定律可以用数学公式来表示：\[m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 = m_1' \cdot v_1' + m_2' \cdot v_2'\]其中，$m$表示物体的质量，$v$表示物体的速度，索引1和2表示碰撞前的两个物体，索引1'和2'表示碰撞后的两个物体。
三、动量守恒的应用动量守恒定律具有广泛的应用，下面将介绍几个具体的实例。
1. 碰撞实验中的应用：在研究物体碰撞的实验中，可以利用动量守恒定律来分析碰撞前后物体的速度和质量变化。
通过实验数据的测量和计算，可以得出碰撞双方物体的速度和质量信息。
2. 道路交通事故中的应用：道路交通事故中，车辆碰撞时往往会发生动量的转移和转化。
通过应用动量守恒定律，可以分析事故发生前后车辆的速度和质量变化，以便判断事故原因和责任。
3. 球类运动中的应用：在球类运动中，如撞球、保龄球等，动量守恒定律也起着重要的作用。
通过分析撞球前后球的速度和质量变化，可以判断球的路径、击球力度以及撞球后球的行为等。
动量守恒定律在碰撞中的应用
动量守恒定律在碰撞中的应用一、动量守恒定律1.定义：在一个没有外力作用（或外力相互抵消）的系统中，系统的总动量（质量和速度的乘积之和）保持不变。
2.表达式：(P_初= P_末)，其中(P_初)表示碰撞前系统的总动量，(P_末)表示碰撞后系统的总动量。
3.适用范围：适用于所有类型的碰撞，包括弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞。
二、弹性碰撞1.定义：在弹性碰撞中，碰撞物体在碰撞过程中不损失能量，即系统的总动能保持不变。
2.动量守恒：在弹性碰撞中，动量守恒定律仍然成立，即碰撞前后的总动量相等。
3.动能守恒：在弹性碰撞中，动能守恒定律也成立，即碰撞前后的总动能相等。
三、非弹性碰撞1.定义：在非弹性碰撞中，碰撞物体在碰撞过程中部分能量转化为内能（如热能、声能等），导致系统的总动能减小。
2.动量守恒：在非弹性碰撞中，动量守恒定律仍然成立，即碰撞前后的总动量相等。
3.动能损失：在非弹性碰撞中，动能损失等于碰撞前后的总动能差。
四、完全非弹性碰撞1.定义：在完全非弹性碰撞中，碰撞物体在碰撞过程中几乎所有能量都转化为内能，导致系统的总动能急剧减小。
2.动量守恒：在完全非弹性碰撞中，动量守恒定律仍然成立，即碰撞前后的总动量相等。
3.动能损失：在完全非弹性碰撞中，动能损失等于碰撞前后的总动能差，损失程度最大。
五、碰撞中动量守恒的应用1.计算碰撞后物体速度：利用动量守恒定律，可以计算碰撞后物体的速度。
2.判断碰撞类型：根据动量守恒定律和动能守恒定律，可以判断碰撞是弹性碰撞、非弹性碰撞还是完全非弹性碰撞。
3.求解碰撞问题：在解决实际碰撞问题时，可以运用动量守恒定律，简化问题并得到正确答案。
4.理解物理现象：动量守恒定律在碰撞中的应用，有助于我们理解自然界中各种碰撞现象，如体育比赛中的碰撞、交通事故等。
总结：动量守恒定律在碰撞中的应用是物理学中的重要知识点，掌握这一定律，可以帮助我们解决各类碰撞问题，并深入理解碰撞现象。
在学习和应用过程中，要结合课本和教材，逐步提高自己的物理素养。
高中物理专题复习---碰撞问题
微专题36 碰撞问题【核心考点提示】 一、碰撞过程的分类1．弹性碰撞：碰撞过程中所产生的形变能够完全恢复的碰撞；碰撞过程中没有机械能损失． 弹性碰撞除了遵从动量守恒定律外，还具备：碰前、碰后系统的总动能相等，即 12m 1v 21＋12m 2v 22＝12m 1v 1′2＋12m 2v 2′2 特殊情况：质量m 1的小球以速度v 1与质量m 2的静止小球发生弹性正碰，根据动量守恒和动能守恒有m 1v 1＝m 1v 1′＋m 2v 2′，12m 1v 21＝12m 1v 1′2＋12m 2v 2′2. 碰后两个小球的速度分别为： v 1′＝m 1－m 2m 1＋m 2v 1，v 2′＝2m 1m 1＋m 2v 1(1)若m 1≫m 2，v 1′≈v 1，v 2′≈2v 1，表示m 1的速度不变，m 2以2v 1的速度被撞出去． (2)若m 1≪m 2，v 1′≈－v 1，v 2′≈0，表示m 1被反向以原速率弹回，而m 2仍静止． (3)若m 1＝m 2，则有v 1′＝0，v 2′＝v 1，即碰撞后两球速度互换．2．非弹性碰撞：碰撞过程中所产生的形变不能够完全恢复的碰撞；碰撞过程中有机械能损失．非弹性碰撞遵守动量守恒，能量关系为： 12m 1v 21＋12m 2v 22＞12m 1v 1′2＋12m 2v 2′2 3．完全非弹性碰撞：碰撞过程中所产生的形变完全不能够恢复的碰撞；碰撞过程中机械能损失最多．此种情况m 1与m 2碰后速度相同，设为v ，则：m 1v 1＋m 2v 2＝(m 1＋m 2)v 系统损失的动能最多，损失动能为 ΔE km ＝12m 1v 21＋12m 2v 22－12(m 1＋m 2)v 2 二、碰撞过程的制约通常有如下三种因素制约着碰撞过程．1．动量制约：即碰撞过程必须受到动量守恒定律的制约； 2．动能制约：即碰撞过程，碰撞双方的总动能不会增加；3．运动制约：即碰撞过程还将受到运动的合理性要求的制约．比如，某物体匀速运动，被后面物体追上并碰撞后，其运动速度只会增大而不会减小．再比如，碰撞后，后面的物体速度不能超过前面的物体． 【微专题训练】(多选)如图1，两个物体1和2在光滑水平面上以相同动能相向运动，它们的质量分别为m 1和m2，且m1< m2.经一段时间两物体相碰撞并粘在一起．碰撞后()A．两物体将向左运动B．两物体将向右运动C．两物体组成的系统损失能量最小D．两物体组成的系统损失能量最大【解析】根据p2＝2mE k，结合m1<m2，知p1<p2，故系统总动量向左，根据动量守恒知碰后两物体将向左运动，所以A正确，B错误；由题意知两物体属于完全非弹性碰撞，损失动能最大，所以C错误，D正确．【答案】AD如图所示，A、B两小球在光滑水平面上分别以动量p1＝4 kg·m/s和p2＝6 kg·m/s(向右为参考正方向)做匀速直线运动，则在A球追上B球并与之碰撞的过程中，两小球的动量变化量Δp1和Δp2可能分别为()A．－2 kg·m/s, 3 kg·m/sB．－8 kg·m/s, 8 kg·m/sC．1 kg·m/s, －1 kg·m/sD．－2 kg·m/s, 2 kg·m/s【解析】由于碰撞过程中，动量守恒，两小球动量变化大小相等，方向相反，因此A错误；因为碰撞的过程中动能不增加．若Δp1和Δp2分别为－8 kg·m/s, 8 kg·m/s，则p1′＝－4 kg·m/s，p2′＝14 kg·m/s，根据E k＝p22m知相撞过程中动能增加，B错误；两球碰撞的过程中，B球的动量增加，Δp2为正值，A球的动量减小，Δp1为负值，故C错误．变化量分别为－2 kg·m/s,2 kg·m/s，符合动量守恒、动能不增加以及实际的规律，故D正确．【答案】D【江西师范大学附属中学2017届高三上学期期中考试】甲、乙两球在光滑的水平面上，沿同一直线同一方向运动，它们的动量分别为p甲=10kg·m/s，p乙=14kg·m/s，已知甲的速度大于乙的速度，当甲追上乙发生碰撞后，乙球的动量变为20kg·m/s，则甲、乙两球的质量m甲：m乙的关系可能是（）A．3：10 B．1：10 C．1：4 D．1：6 【答案】AC【解析】因为碰撞前，甲球速度大于乙球速度，则有p pm m甲乙乙甲＞，得到57m pm p=甲甲乙乙＜；根据动量守恒得：p甲+p乙=p甲′+p乙′，代入解得p甲′=4kg•m/s．根据碰撞过程总动能不增加，得到：2'22'22222p pmpm m mp+≥+甲甲乙乙乙乙甲甲代入解得：717mm≤甲乙；碰撞后两球同向运动，则甲的速度不大于乙的速度，应有：p pm m''≤甲乙乙甲代入解得：15mm≥甲乙；综合有：71517mm≤≤甲乙．故AC正确，BD错误．故选AC.如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是()A．A和B都向左运动B．A和B都向右运动C．A静止，B向右运动D．A向左运动，B向右运动【解析】取向右为正方向，根据动量守恒：m·2v0－2mv0＝mv A＋2mv B，知系统总动量为零，所以碰后总动量也为零，即A、B的运动方向一定相反，所以D正确，A、B、C错误．【答案】D(2013·江苏)水平面上，一白球与一静止的灰球碰撞，两球质量相等．碰撞过程的频闪照片如图所示(注：原题中用直尺测量，碰撞前相邻两位置之间的长度约为1.4 cm，碰撞后相邻两位置之间的长度约为0.8 cm)，据此可推断，碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的()A．30%B．50%C．70% D．90%【解析】 用直尺测量，碰撞前相邻两位置之间的长度约为1.4 cm ，碰撞后相邻两位置之间的长度约为0.8 cm ，则碰后与碰前速度比为v ′v ＝0.81.4＝47，则碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的12mv 2－12m v ′212mv 2＝1－2×(v ′v )2＝1－2×(47)2≈30%.【答案】A如图所示，一个半径R ＝1.00 m 的粗糙14圆弧轨道，固定在竖直平面内，其下端切线是水平的，距地面高度h ＝1.25 m ．在轨道末端放有质量m B ＝0.30 kg 的小球B (视为质点)，B 左侧装有微型传感器，另一质量m A ＝0.10 kg 的小球A (也视为质点)由轨道上端点从静止开始释放，运动到轨道最低处时，传感器显示示数为2.6 N ，A 与B 发生正碰，碰后B 小球水平飞出，落到地面时的水平位移x ＝0.80 m ，不计空气阻力，重力加速度取g ＝10 m/s 2.求：(1)小球A 在碰前克服摩擦力所做的功； (2)A 与B 碰撞过程中，系统损失的机械能． 【解析】(1)在最低点，对A 球由牛顿第二定律有 F A －m A g ＝m A v A 2R得v A ＝4.00 m/s在A 下落过程中，由动能定理有： m A gR －W f ＝12m A v A 2A 球在碰前克服摩擦力所做的功W f ＝0.20 J. (2)碰后B 球做平抛运动，在水平方向有x ＝v B ′t 在竖直方向有h ＝12gt 2联立以上两式可得碰后B 的速度v B ′＝1.6 m/s 对A 、B 碰撞过程，由动量守恒定律有 m A v A ＝m A v A ′＋m B v B ′碰后A 球的速度v A ′＝－0.80 m/s ，负号表示碰后A 球运动方向向左 由能量守恒得，碰撞过程中系统损失的机械能： ΔE 损＝12m A v A 2－12m A v A ′2－12m B vB ′2故ΔE 损＝0.384 J在A 与B 碰撞的过程中，系统损失的机械能为0.384 J. 【答案】(1)0.20 J (2)0.384 J(2014·广东)如图的水平轨道中，AC 段的中点B 的正上方有一探测器，C 处有一竖直挡板，物体P 1沿轨道向右以速度v 1与静止在A 点的物体P 2碰撞，并接合成复合体P ，以此碰撞时刻为计时零点，探测器只在t 1＝2 s 至t 2＝4 s 内工作，已知P 1、P 2的质量都为m ＝1 kg ，P 与AC 间的动摩擦因数为μ＝0.1，AB 段长L ＝4 m ，g 取10 m/s 2，P 1、P 2和P 均视为质点，P 与挡板的碰撞为弹性碰撞．(1)若v 1＝6 m/s ，求P 1、P 2碰后瞬间的速度大小v 和碰撞损失的动能ΔE ；(2)若P 与挡板碰后，能在探测器的工作时间内通过B 点，求v 1的取值范围和P 向左经过A 点时的最大动能E .【解析】(1)P 1、P 2碰撞过程，动量守恒mv 1＝2mv ① 解得v ＝v 12＝3 m/s ②碰撞损失的动能ΔE ＝12mv 21－12(2m )v 2③解得ΔE ＝9 J ④(2)由于P 与挡板的碰撞为弹性碰撞．故P 在A →B →C →B (B ′)→A (A ′)等效为如图所示的匀减速运动．设P 在A →B →C →B (B ′)→A (A ′)段加速度大小为a ，由运动学规律，得μ(2m )g ＝2ma a ＝μg ＝0.1×10 m/s 2＝1 m/s 2⑤ P 返回经过B 时：3L ＝vt －12at 2⑥由①⑤⑥式，解得v ＝3L ＋12at 2t由于2 s≤t ≤4 s ，代入上式解得v 的取值范围5 m/s≤v ≤7 m/s ⑦ 所以v 1的取值范围10 m/s≤v 1≤14 m/s ⑧ P 向左经过A (即图的A ′)时的速度v 2，则v 22－v 2＝－2a ·4L ⑨ 将⑦代入⑨可知，当v ＝5 m/s 时，P 不能到达A ； 当v ＝7 m/s 时，v 2＝17 m/s所以v 2的取值范围v 2≤17 m/s ，所以当v 2＝17 m/s 时，P 向左经过A 点时有最大动能E ＝12(2m )v 22＝17 J 【答案】(1)3 m/s 9 J (2)10 m/s≤v 1≤14 m/s 17 J。
完全弹性碰撞完全非弹性碰撞知识
恢复系数：完全弹性 碰撞中，恢复系数为 1，表示碰撞后两物 体能够完全恢复到原 来的状态。
Part Two
完全非弹性碰撞
定义
完全非弹性碰撞是指两个物体碰撞后，动能完全转化为内能，两物体以相同的速度运动。 在完全非弹性碰撞中，两个物体的质量相等时，它们的速度交换。 完全非弹性碰撞发生时，两个物体的碰撞时间非常短，内能迅速增加。 完全非弹性碰撞在现实生活中的例子包括子弹打入目标物后粘在一起等。
能量不守恒
能量不守恒：完全非弹性碰撞中，系统动能不守恒，能量以其他形式（如内能）释放 动量守恒：完全非弹性碰撞中，系统动量守恒，满足动量守恒定律 碰撞后速度：完全非弹性碰撞后，两物体速度相同，以共同速度运动 实例：子弹打木块、爆炸等
Part Three
比较两者区别
动量守恒与能量守恒
添加 标题
在完全弹性碰撞中，动量和能量都守恒； 而在完全非弹性碰撞中，只有动量守恒， 能量不守恒。
完全弹性碰撞与完全非 弹性碰撞的区别
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目录
01 完 全 弹 性 碰 撞
02 完 全 非 弹 性 碰 撞
03 比 较 两 者 区 别
Part One
完全弹性碰撞
定义
定义：两个物体碰撞后，动能没有 损失，完全转化为两个物体的动能， 两个物体的速度没有交换。
添加标题
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速度交换：若两物体质量相等，碰 撞后交换速度
动量守恒
在完全弹性碰撞中，碰撞前后系统的动量守恒，即碰撞前后的总动量不变。
动量守恒是牛顿第三定律的体现，即作用力和反作用力大小相等、方向相反。
在完全弹性碰撞中，碰撞后两物体的速度满足公式：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'， 其中v1和v2为碰撞前两物体的速度，v1'和v2'为碰撞后两物体的速度。
高考物理：高中物理碰撞模型!
高考物理：高中物理碰撞模型！一、碰撞问题：完全弹性碰撞：碰撞时产生弹性形变，碰撞后形变完全消失，碰撞过程系统的动量和机械能均守恒。
完全非弹性碰撞：碰撞后物体粘结成一体或相对静止，即相互碰撞时产生的形变一点没有恢复，碰撞后相互作用的物体具有共同速度，系统动量守恒，但系统的机械能不守恒，此时损失的最多。
二、两类问题1、完全非弹性碰撞在光滑水平面上，质量为m1的物体以初速度v1去碰撞静止的物体m2，碰后两物体粘在一起。
碰撞时间极短，内力很大，故而两物体组成系统动量守恒。
碰后两物体速度相等，由动量守恒定律得：由能量守恒定律得：解得：作用结束后，两物体具有共同的速度，为完全非弹性碰撞，此时系统动能损失最大。
2、完全弹性碰撞在光滑水平面上，质量为m1的物体以初速度v0去碰撞静止的物体m2，碰后的m1速度是v1，m2的速度是v2，碰撞过程无机械能损失。
据动量守恒定律：据能量守恒定律得：解得：对v1、v2分情况讨论：①若，则、，物理意义：入射小球质量大于被碰小球质量，则入射小球碰后仍沿原方向运动但速度变小，被碰小球的速度大小入射小球碰前的速度。
②若，则、，物理意义：入射小球与被碰小球质量相等，则碰后两球交换速度。
③若，则（即与方向相反）、，物理意义：入射小球质量小于被碰小球质量，则入射小球将被反弹回去，被碰小球的速度小于入射小球碰前的速度。
④若，则趋近于、趋近于，物理意义：入射小球质量比被碰小球质量大的多，则入射小球的速度几乎不变，被碰小球的速度接近入射小球碰前速度的2倍，也就是说被碰小球对入射小球的运动影响很小，但入射小球对被碰小球的运动影响不能忽略，例如：用一个铅球去撞击一个乒乓球。
⑤若，则v1趋近于、趋近于0，物理意义：入射小球质量比被碰小球质量小的多，则入射小球几乎被原速率反弹回去，被碰小球几乎不动，例如：乒乓球撞击铅球。
注意：上面讨论出的结果不能盲目乱搬乱用，应用的前提条件是：一个运动的物体去碰撞一个静止的物体，且是弹性碰撞。
完全弹性碰撞
§ 3－ 7完全弹性碰撞完全非弹性碰撞一、碰撞〔 Collision〕1．根本概念：碰撞，一般是指两个或两个以上物体在运动中相互靠近，或发生接触时，在相对较短的时间内发生强烈相互作用的过程。
碰撞会使两个物体或其中的一个物体的运动状态发生明显的变化。
碰撞过程一般都非常复杂，难于对过程进行仔细分析。
但由于我们通常只需要了解物体在碰撞前后运动状态的变化，而对发生碰撞的物体系来说，外力的作用又往往可以忽略，因而可以利用动量、角动量以及能量守恒定律对有关问题求解。
2．特点：1〕碰撞时间极短2〕碰撞力很大，外力可以忽略不计，系统动量守恒3〕速度要发生有限的改变，位移在碰撞前后可以忽略不计3．碰撞过程的分析：讨论两个球的碰撞过程。
碰撞过程可分为两个过程。
开始碰撞时，两球相互挤压，发生形变，由形变产生的弹性恢复力使两球的速度发生变化，直到两球的速度变得相等为止。
这时形变得到最大。
这是碰撞的第一阶段，称为压缩阶段。
此后，由于形变仍然存在，弹性恢复力继续作用，使两球速度改变而有相互脱离接触的趋势，两球压缩逐渐减小，直到两球脱离接触时为止。
这是碰撞的第二阶段，称为恢复阶段。
整个碰撞过程到此结束。
4．分类：根据碰撞过程能量是否守恒1〕完全弹性碰撞：碰撞前后系统动能守恒〔能完全恢复原状〕；2〕非弹性碰撞：碰撞前后系统动能不守恒〔局部恢复原状〕；3〕完全非弹性碰撞：碰撞后系统以相同的速度运动〔完全不能恢复原状〕。
二、完全弹性碰撞〔Perfect Elastic Collision〕在碰撞后， 两物体的动能之和 〔即总动能〕 完全没有损失， 这种碰撞叫做完全弹性碰撞。
解题要点：动量、动能守恒。
问题：两球 m 1，m 2 对心碰撞， 碰撞前速度分别为 v 10 ,v 20 ，碰撞后速度变为 v 1 , v 2 动量守恒m 1v 1 m 2 v 2 m 1v10m 2v20〔 1〕 动能守恒1m 1v 121m 2 v 221m 1 v 1021m 2 v 202〔 2〕2222由〔 1〕 m 1 v 1 v 10m 2 v 20v 2〔 3〕 由〔 2〕 m 1 v 12 v 102 m 2 v 202 v 22 〔 4〕由 (4)/(3) v 1 v 10 v 2v 20或v 10－ v 20v 2－ v 1〔5〕即碰撞前两球相互趋近的相对速度v 10- v 20 等于碰撞后两球相互分开的相对速度v 2 - v 1。
完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞
21
物理学
第五版
3-7 完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞
第三章 动量守恒和能量守恒
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物理学
第五版
3-7 完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞
例 5如图，两个带理想弹簧缓冲器的小车A和B， 质量分别为m1和m2．B不动，A以速度 与B碰撞，如已 知两车的缓冲弹簧的劲度系数分别为 k1 和 k2 ，在不计 摩擦的情况下，求两车相对静止时，其间的作用力为 多大？（弹簧质量略而不计）
v0
A m 1
k1
k2
B
m2
第三章 动量守恒和能量守恒
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3-7 完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞
第三章 动量守恒和能量守恒
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3-7 完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞
例6
第三章 动量守恒和能量守恒
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物理学
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3-7 完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞
第三章 动量守恒和能量守恒
解之得
式中负号表示与碰撞前的速度方向相反。 碰撞后，设小球 m1和m2 各自上升的高度分别为h1和 h2，由各自机械能守恒得
1 m 1 gh1 m112 2
h1
12
2g
2 2
0.16m,
1 2 m2 gh 2 m2 2 2
h2
2g
0.36m
15
第三章 动量守恒和能量守恒
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第五版
3-7 完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞
(3)非弹性碰撞：两球只部分恢复原状。碰撞前后动 能不守恒，部分动能变成热能或其它形式的能量。
0 e 1
特点： 动量守恒，机械能不守恒
大学物理- 完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞
第三章 动量守恒和能量守恒
9/9
1 2
m2v220
1 2
m1v12
1 2
m2v22
碰后 v1 v2
AB
第三章 动量守恒和能量守恒
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物理学
第五版
3-7 完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞
m1v10 m2v20 m1v1 m2v2
m1(v10 v1) m2 (v2 v20 )
碰前
m1
v10
m2
v20
1 2
m1v120
பைடு நூலகம்3, m2 m1, v20 0 v1 v10 , v2 2v10 C
第三章 动量守恒和能量守恒
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物理学
第五版
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本章目录
3-4 动能定理 3-5 保守力与非保守力 势能 3-6 功能原理 机械能守恒定律 3-7 完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞
3-8 能量守恒定律 3-9 质心 质心运动定律
物理学
第五版
3-7 完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞
碰撞(Collision)
一般情况碰撞 F ex F in , pi C
i
1 完全弹性碰撞(complete elastic collision)
系统内动量和机械能均守恒
2 非弹性碰撞(Inelastic collision )
系统内动量守恒,机械能不守恒. 3 完全非弹性碰撞(Complete inelastic collision )
1 2
m2v220
1 2
m1v12
1 2
m2v22
m1(v120 - v12 ) m2 (v22 v220 )
解得
AB 碰后
能量守恒定律与碰撞问题
发展趋势
能量守恒定律与碰撞问题的研究现状 未来发展方向：深入研究能量守恒定律在碰撞问题中的应用 发展趋势：结合新技术、新方法，提高碰撞问题研究的准确性和可靠性 未来挑战：解决复杂碰撞问题，提高实际应用中的能量利用率
研究意义与价值
促进物理学领域的发展
为解决实际问题提供理论支持
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
意义：能量守恒定律 是物理学中最重要的 定律之一，它为人类 认识自然界提供了重 要的理论支持，也是 工程技术和科学研究
中的重要依据。
定律的数学表达
能量守恒定律的数学表达式 适用于封闭系统
能量守恒定律的数学表达式 为：E=E0
能量守恒定律的数学表达式 表明能量不会凭空产生也不
会消失
能量守恒定律的数学表达式 可以用来解决碰撞问题
能量守恒定律在碰撞问题中的应用还包括研究物体的运动轨迹和速度变化。
在碰撞问题中，能量守恒定律的应用可以帮助我们理解物体的相互作用和运动规律，从而更 好地解决实际问题。
应用方法
确定系统：明确研 究对象，确定系统 范围
分析过程：分析碰 撞前后的能量变化， 确定能量守恒的条 件
建立模型：根据实 际情况建立碰撞模 型，如弹性碰撞、 非弹性碰撞等
碰撞问题对定律的验证方法
碰撞问题对定律的拓展应用
定律与碰撞问题的相互影响
能量守恒定律在碰撞问题中的重要性 碰撞过程中能量的转化与守恒 定律与碰撞问题在现实生活中的应用 定律与碰撞问题在物理学中的地位和影响
能量守恒定律与碰撞问 05 题的研究现状与发展趋
势
研究现状
能量守恒定律在碰撞问题中的应用 碰撞问题研究的实验和模拟方法 碰撞过程中的能量转化和损失 碰撞问题研究的最新进展和成果
大学物理3_7完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞
m0 v0 m v
3–7完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞 第三章动量守恒定律和能量守恒定律
m0 v0 m v m0 v0 （1） 由上式求微分可得 dm 2 dv v 在dt时间内， 由于航天器与尘埃作完全非弹性碰撞， 而粘在航天器上的尘埃的质量， dm S vdt 即航天器所增加的质量为 （2）
由（1）和（2）式，可解得
m1 v
1
m2
h
（2）
m1 m2 v1 (2 gh)1 2 m1
若分别测出m1 、m2和h，就可计算出子弹的速率。
3–7完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞 第三章动量守恒定律和能量守恒定律
例 2 如图所示，设两个质量分别为m1 和m2 ，速度分别 为 v10和 v20的弹性小球作对心碰撞，两球的速度方向相同。 若碰撞是完全弹性的，求碰撞后的速度 v1 和 v2 。 解： 由动量守恒定律，得 碰前 （1） m1v10 m2 v20 m1v1 m2 v2
3–7完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞 第三章动量守恒定律和能量守恒定律
碰撞： 两物体互相接触时间极短而互作用力较大 的相互作用.
对于碰撞的两个物体组成的系统
ex in F F pi C
i
说明： 从时间看，理想碰撞瞬间结束，
可认为开始与结束是同一瞬间 内力巨大，可不考虑外力，碰撞物体组成的系统动量守恒 碰撞开始与结束是在同一地点，无位移
碰后
v1
B
v2
式（2）可改写为
m1( v - v ) m2 (v - v )
（4）
A
3–7完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞 第三章动量守恒定律和能量守恒定律
m1( v10 - v1 ) m2 (v2 v20 ) （3） 2 2 2 2 m1( v10 - v1 ) m2 (v2 - v20 ) （4）
3-7完全弹性碰撞完全非弹性碰撞详解
一、定义
1.碰撞： 两个或两个以上的物体在相遇的极短促 时间内产生非常之大的相互作用力，而其他的相 互作用力相对来说显得微不足道的过程。 其主要特征是动量守恒。 如打桩，基本粒子在加速器中的散射，两球组 成的系统发生的对心碰撞。
两球在踫撞前的相对速度沿着两球心的连线的碰撞。
m1 m2
解得：
v1 v2
m1 m2 v10 2m2v20 m2 m1 v20 2m1v10
m1 m2
3.完全非弹性碰撞： 碰撞过程中物体的变形完全不能恢复，以致两 物体合为一体一起运动，即两物体在非弹性碰撞 后以同一速度运动。系统有机械能损失。 动量守恒：
选最底点为重力势能零点，则有： 1 1 2 2 mv 2 m gl m v 0 2 2 ③为使摆锤恰能在垂直平面内完成一个完全的圆周 运动，在最高点时，摆线中的张力T=0。则有：
mv2 mg l 联立求解，可得子弹 所需速率的最小值：
2 m v m
5 gl
例：如图所示，一倔强系数为k的竖直弹簧一端与质
m
T mg
o
l
T m
v
mg
x
v2
冲击力的冲量。因此，系统在水平方向不受外力的 冲量的作用，系统沿水平方向的动量守恒。
v 有： mv m mv0 2 ②摆锤作铅直圆周运动，取摆锤与地球为系统，受 重力Mg（保守性内力）和摆线拉力T（系统的外力） 作用，在上述运动过程中，拉力T处处垂直于位移， 故不作功。则系统的机械能守恒。
m1v10 m2 v20 ( m1 m2 )v
m1v10 m2v20 v m1 m2 机械能损失： 1 1 1 2 2 2 E E k 0 E k ( m1 m2 )v ( m1v10 m2 v20 ) 2 2 2 m1m2 (v10 v20 ) 2 E 2(m1 m2 )
子弹和弹性碰撞的规律
子弹和弹性碰撞的规律一、概念解析1.子弹：子弹是一种射击武器的弹药，通常由金属制成，前端尖锐，后端通常有尾翼，以便在飞行中保持稳定。
2.弹性碰撞：弹性碰撞是指两个物体在碰撞过程中，不发生能量损失的碰撞。
在弹性碰撞中，物体的形状和速度方向可能会发生改变，但总动能保持不变。
3.子弹和弹性碰撞：子弹在射击过程中，与目标发生碰撞，如果碰撞为弹性碰撞，那么子弹和目标物体的动能将相互转移，而总动能保持不变。
4.动量守恒定律：在弹性碰撞中，系统的总动量在碰撞前后保持不变。
即：m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’（其中，m1、v1分别为子弹的质量和平行于碰撞面的速度；m2、v2分别为目标物体的质量和速度；v1’、v2’分别为碰撞后子弹和目标物体的速度）。
5.能量守恒定律：在弹性碰撞中，系统的总能量（动能）在碰撞前后保持不变。
即：1/2m1v1^2 + 1/2m2v2^2 = 1/2m1v1’^2 + 1/2m2v2’^2。
6.碰撞角度：在弹性碰撞中，碰撞角度取决于子弹和目标物体的速度、质量以及碰撞面的性质。
根据动量守恒定律，碰撞角度可以通过以下公式计算：θ = arccos((m1v1 - m2v2) / (m1v1 + m2v2))。
7.穿透力：子弹的穿透力与子弹的质量和速度有关。
在弹性碰撞中，子弹的穿透力可以通过以下公式计算：F = (m1v1 - m2v2) / (m1 + m2)。
子弹和弹性碰撞的规律是物理学中的重要内容，掌握这些规律有助于我们理解射击过程中子弹与目标物体的相互作用。
在实际应用中，这些规律为射击技术的发展提供了理论支持。
习题及方法：1.习题：一颗质量为0.01kg的子弹以300m/s的速度射向一个质量为1kg的木块，木块静止不动。
求碰撞后子弹和木块的速度。
方法：根据动量守恒定律，可以列出以下方程：0.01kg * 300m/s + 1kg * 0m/s = 0.01kg * v1 + 1kg * v2，其中v1为子弹碰撞后的速度，v2为木块碰撞后的速度。