物体碰撞
物体碰撞中的动量守恒
物体碰撞中的动量守恒碰撞1.碰撞指的是物体间相互作用持续时间很短,而物体间相互作用力很大的现象.在碰撞现象中,一般都满足内力远大于外力,故可以用动量守恒定律处理碰撞问题.按碰撞前后物体的动量是否在一条直线上有正碰和斜碰之分,中学物理只研究正碰的情况.2.一般的碰撞过程中,系统的总动能要有所减少,若总动能的损失很小,可以略去不计,这种碰憧叫做弹性碰撞.其特点是物体在碰撞过程中发生的形变完全恢复,不存在势能的储存,物体系统碰撞前后的总动能相等。
若两物体碰后粘合在一起,这种碰撞动能损失最多,叫做完全非弹性碰撞.其特点是发生的形变不恢复,相碰后两物体不分开,且以同一速度运动,机械能损失显著。
在碰撞的一般情况下系统动能都不会增加(有其他形式的能转化为机械能的除外,如爆炸过程),这也常是判断一些结论是否成立的依据.3.弹性碰撞题目中出现:“碰撞过程中机械能不损失”.这实际就是弹性碰撞. 设两小球质量分别为m 1、m 2,碰撞前后速度为v 1、v 2、v 1/、v 2/,碰撞过程无机械能损失,求碰后二者的速度. 根据动量守恒 m 1 v 1+m 2 v 2=m 1 v 1/+m 2 v 2/ ……①根据机械能守恒 ½m 1 v 12十½m 2v 22= ½m 1 v 1/2十½m 2 v 2/2 ……②由①②得v 1/= ()21221212m m v m v m m ++-,v 2/= ()21112122m m v m v m m ++-仔细观察v 1/、v 2/结果很容易记忆, 当v 2=0时v 1/= ()21121m m v m m +-,v 2/= 21112m m v m + ①当v 2=0时;m 1=m 2 时v 1/=0,v 2/=v 1 这就是我们经常说的交换速度、动量和能量.②m 1>>m 2,v /1=v 1,v 2/=2v 1.碰后m 1几乎未变,仍按原来速度运动,质量小的物体将以m 1的速度的两倍向前运动。
物体的碰撞
四、碰撞的规律
1、弹性碰撞研究:
V1
m1
V2=0
m2
光滑
m1v1 m1v1' m2v2'
1 2
m1v12
1 2
m1v1'2
1 2
m2v2'2
2、非弹性碰撞:3、完全非弹性碰撞:五、散射--微观粒子的碰撞
微观粒子相互接近时并不发生直接 接触,因此微观粒子的碰撞又叫做散射。 粒子散射后,速度方向向着各个方向。 散射是研究物质微观结构的重要方 法。——卢瑟福做α粒子散射实验,提 出了原子的核式结构学说。
三、碰撞的分类
(1)按能量的转化关系: ①弹性碰撞:EK1= EK2 (能够完全恢复形变)
②非弹性碰撞: EK1> EK2(不能够完全恢复形变)
③完全非弹性碰撞:EK损失最大(粘合在一起运动)
(2)按运动形式
①对心碰撞(正碰):碰撞前后,物体的运 动方向在同一直线上。
②非对心碰撞(斜碰):碰撞前后,
例1:质量相等A、B两球在光滑水平桌面上 沿同一直线,同一方向运动,A球的动量 是7kg·m/s,B球的动量是5kg·m/s,当A 球追上B球发生碰撞,则碰撞后两球的动 量可能值是( A )
A.pA'=6 kg·m/s,pB'=6 kg·m/s
B. pA'=3 kg·m/s,pB'=9 kg·m/s
C. pA'=-2 kg·m/s,pB'=14 kg·m/s
D. pA'=-4 kg·m/s,pB'=17 kg·m/s
E. pA'=5. 5 kg·m/s,pB'=6.5 kg·m/s
碰撞的特点和种类
碰撞的特点和种类碰撞是物体运动中最常见的一种交互作用。
碰撞后产生的轨迹可以为我们提供宝贵的科学知识,并且可以帮助我们更好地理解物理形势。
本文将针对碰撞的特点以及碰撞的种类展开讨论。
首先,让我们来了解一下碰撞的特点,碰撞是一种力学作用,在一定条件下,两个不同物体可以相互作用,这种作用叫做碰撞。
碰撞是一种有序的作用,它会把碰撞发生时两个物体所带来的动能改变成温度和固态物质等能量形式。
其次,让我们来了解一下碰撞的种类,碰撞可以分为直接碰撞和间接碰撞两种。
首先,直接碰撞是指两个物体直接接触,使其受力而发生碰撞的一种作用。
在直接碰撞中,当物体碰撞产生变形时,物体释放出的能量可以把物体挤压在一起,或者把物体拉伸成一个新的形状。
此外,间接碰撞是指当物体之间存在空气抵抗力或外力的作用时,就会发生间接碰撞的一种作用。
在间接碰撞中,物体彼此不会直接接触,但是物体会存在相互作用,这种碰撞形式会使物体之间的动能变为热能。
最后,碰撞的特点是一种有序的作用,它会把碰撞发生时两个物体所带来的动能改变成温度和固态物质等能量形式。
此外,碰撞还可以分为直接碰撞和间接碰撞两种,在直接碰撞中,当物体碰撞产生变形时,物体释放出的能量会把物体挤压在一起或拉伸;而在间接碰撞中,物体彼此不会直接接触,但是物体会存在相互作用,这种碰撞形式会使物体之间的动能变为热能。
总之,碰撞是一种常见的物理作用,它会改变物体所带来的动能,并将其转化成温度和固态物质等能量形式。
碰撞可以分为直接碰撞和间接碰撞,在它们中,物体会存在不同类型的相互作用,一些物体能形成新的形状,一些物体能释放出能量,将其转换成热能。
碰撞是一种十分重要的作用,它可以为我们提供宝贵的物理知识,帮助我们更好的理解物理现象。
物体碰撞的牛顿法则
物体碰撞的牛顿法则物体碰撞的牛顿法则一、引言物体碰撞是一种常见的现象,无论是在日常生活中还是在物理学的研究中,都扮演着重要的角色。
牛顿法则是描述物体运动的基本原理之一,而物体碰撞正是牛顿法则的一个重要应用场景。
本文将深入探讨物体碰撞的牛顿法则,旨在通过从简到繁的方式帮助读者理解这一概念。
二、牛顿法则简介牛顿法则,也被称为牛顿运动定律,是由英国物理学家伊萨克·牛顿在17世纪提出的。
它是描述物体运动的基本原理,对于物体的运动状态以及受力情况给出了明确的数学关系。
牛顿法则包括三个定律,分别是牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
三、牛顿第一定律和物体碰撞牛顿第一定律,也被称为惯性定律,提出了当物体受力平衡时,物体将保持静止或匀速直线运动的状态。
在物体碰撞的情况下,如果没有外力作用于物体,在碰撞前后物体的速度和方向将保持不变。
这意味着物体碰撞前后的动能和动量在碰撞过程中保持守恒。
四、牛顿第二定律和物体碰撞牛顿第二定律给出了物体的加速度与作用在物体上的力之间的关系。
在物体碰撞的过程中,物体之间会相互施加力,根据牛顿第二定律,我们可以计算出物体的加速度和受力大小之间的关系。
通过牛顿第二定律,我们可以预测在碰撞中物体受到的作用力,并进一步研究碰撞过程中的能量转化和动量守恒。
五、牛顿第三定律和物体碰撞牛顿第三定律指出,对于任何作用力都存在一个与之大小相等、方向相反的反作用力。
在物体碰撞中,当两个物体相互碰撞时,它们之间的作用力与反作用力具有相同的大小和不同的方向。
这使得我们可以分析碰撞中物体之间的力的相互作用,以及通过应用牛顿第二定律来计算出物体的加速度和受力。
六、碰撞类型和牛顿法则的适用性物体碰撞可以分为弹性碰撞和非弹性碰撞两种类型。
在弹性碰撞中,物体碰撞后能量守恒,动量守恒,物体形状不发生变化。
而在非弹性碰撞中,物体碰撞后会发生能量损失,动量守恒,物体形状可能会发生变化。
牛顿法则在处理物体碰撞问题时可以很好地适用,尤其对于弹性碰撞。
(含答案)碰撞现象的特点和规律
碰撞现象的特点和规律一、基础知识1、碰撞的种类及特点2、碰撞现象满足的规律(1)动量守恒定律. (2)机械能不增加. (3)速度要合理:①若碰前两物体同向运动,则应有v 后>v 前,碰后原来在前的物体速度一定增大,若碰后两物体同向运动,则应有v 前′≥v 后′.②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.3、弹性碰撞的规律两球发生弹性碰撞时满足动量守恒定律和机械能守恒定律.以质量为m 1,速度为v 1的小球与质量为m 2的静止小球发生正面弹性碰撞为例,则有m 1v 1=m 1v 1′+m 2v 2′12m 1v 21=12m 1v 1′2 +12m 2v 2′2 解得v 1′=(m 1-m 2)v 1m 1+m 2,v 2′=2m 1v 1m 1+m 2结论:1.当两球质量相等时,v 1′=0,v 2′=v 1,两球碰撞后交换速度.2.当质量大的球碰质量小的球时,v 1′>0,v 2′>0,碰撞后两球都向前运动. 3.当质量小的球碰质量大的球时,v 1′<0,v 2′>0,碰撞后质量小的球被反弹回来. 二、练习1、质量是10 g 的子弹,以300 m/s 的速度射入质量是24 g 、静止在光滑水平桌面上的木块,并留在木块中,子弹留在木块中以后,木块运动的速度是多大?如果子弹把木块打穿,子弹穿过后的速度为100 m/s ,这时木块的速度又是多大? 答案 88.2 m/s 83.3 m/s解析 子弹质量m =10 g =0.01 kg ,子弹速度v 0=300 m/s ,木块质量M =24 g =0.024 kg ,设子弹射入木块中以后木块的速度为v ,则子弹速度也是v ,以子弹初速度的方向为正方向,由动量守恒定律得m v 0=(m +M )v ,解得v =m v 0m +M =0.01×3000.01+0.024 m/s =88.2 m/s.若子弹穿出后速度为v 1=100 m/s ,设木块速度为v 2,仍以子弹初速度方向为正方向,由动量守恒定律得mv 0=mv 1+Mv 2.代入数据解得v 2=83.3 m/s.2、如图所示,光滑水平面上有质量均为2m 的木块A 、B ,A 静止,B 以速度v 06水平向左运动,质量为m 的子弹以水平向右的速度v 0射入木块A ,穿出A 后,又射入木块B 而未穿出,A 、B 最终以相同的速度向右运动.若B 与A 始终未相碰,求子弹穿出A 时的速度.答案1115v 0解析 以子弹、木块A 组成的系统为研究对象,由动量守恒定律得 m v 0=2m v A +m v以子弹及木块A 、B 组成的系统为研究对象,由动量守恒定律得 m v 0-2m ×v 06=5m v A解得v =1115v 03、A 球的质量是m ,B 球的质量是2m ,它们在光滑的水平面上以相同的动量运动.B 在前,A 在后,发生正碰后,A 球仍朝原方向运动,但其速率是原来的一半,碰后两球的速率比v A ′∶vB ′为( )A.12B.13C .2D.23答案 D解析 设碰前A 球的速率为v ,根据题意,p A =p B ,即m v =2m v B ,得碰前v B =v2,碰后v A ′=v 2,由动量守恒定律,有m v +2m v 2=m v 2+2m v B ′,解得v B ′=34v ,所以v A ′v B ′=v 234v =23.4、(2012·山东理综·38(2))如图所示,光滑水平轨道上有三个木块A 、B 、C ,质量分别为m A =3m 、m B =m C =m ,开始时B 、C 均静止,A 以初速度v 0向右运动,A 与B 碰撞后分开,B 又与C 发生碰撞并粘在 一起,此后A 与B 间的距离保持不变.求B 与C 碰撞前B 的速度大小. 答案 65v 0解析 设A 与B 碰撞后,A 的速度为v A ,B 与C 碰撞前B 的速度为v B ,B 与C 碰撞后粘在一起的速度为v ,由动量守恒定律得 对A 、B 木块:m A v 0=m A v A +m B v B ① 对B 、C 木块:m B v B =(m B +m C )v ② 由A 与B 间的距离保持不变可知 v A =v ③联立①②③式,代入数据得 v B =65v 0.5、如图所示,物体A 静止在光滑平直轨道上,其左端固定有轻质弹簧,物体B 以速度v 0=2.0 m/s 沿轨道向物体A 运动,并通过弹簧与物体A 发生相互作用,设A 、B 两物体的质量均为m =2 kg ,求当物体A 的速度多大时,A 、B 组成的系统动能损失最大?损失的最大动能为多少?答案 1.0 m/s 2 J解析 当两物体速度相等时,弹簧压缩量最大,系统损失的动能最大. 由动量守恒定律知m v 0=2m v 所以v =v 02=1.0 m/s损失的动能为ΔE k =12m v 20-12×2m ×v 2=2 J.6、如图所示,光滑水平直轨道上有三个滑块A 、B 、C ,质量分别为m A =m C =2m 、m B =m ,A 、B 用细绳连接,中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴接).开始时A 、B 以共同速度v 0运动,C 静止.某时刻细绳突然断开,A 、B 被弹开,然后B 又与C 发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同.求B 与C 碰撞前B 的速度.答案 95v 0解析 A 、B 被弹开的过程二者动量守恒,当B 、C 二者相碰并粘在一起,二者动量也守恒.设三者最终的共同速度为v ,A 与B 分开后,B 的速度为v B ,由动量守恒定律得 (m A +m B )v 0=m A v +m B v B ① m B v B =(m B +m C )v ②联立①②式,得B 与C 碰撞前B 的速度 v B =95v 07、质量为m 1=1 kg 和m 2(未知)的两个物体在光滑的水平面上正碰,碰撞时间不计,其x -t (位移—时间)图象如图所示,试通过计算回答下列问题: (1)m 2等于多少?(2)碰撞过程是弹性碰撞还是非弹性碰撞?解析 (1)碰撞前m 2是静止的,m 1的速度为v 1=4 m/s 碰撞后m 1的速度v 1′=-2 m/s m 2的速度v 2′=2 m/s 根据动量守恒定律有 m 1v 1=m 1v 1′+m 2v 2′解得m 2=3 kg (2)碰撞前系统总动能 E k =E k1+E k2=8 J 碰撞后系统总动能 E k ′=E k1′+E k2′=8 J碰撞前后系统总动能相等,因而该碰撞是弹性碰撞. 答案 (1)3 kg (2)弹性碰撞8、如图所示,光滑水平面上有大小相同的A 、B 两球在同一直线上运动.两球质量关系为m B =2m A ,规定向右为正方向,A 、B 两球的动量均为6 kg·m/s ,运动中两球发生碰撞,碰撞后A 球的动量增量为-4 kg·m/s ,则( )A .左方是A 球,碰撞后A 、B 两球速度大小之比为2∶5 B .左方是A 球,碰撞后A 、B 两球速度大小之比为1∶10C .右方是A 球,碰撞后A 、B 两球速度大小之比为2∶5D .右方是A 球,碰撞后A 、B 两球速度大小之比为1∶10 答案 A解析 由m B =2m A ,知碰前v B <v A若左为A 球,设碰后二者速度分别为v A ′、v B ′ 由题意知p A ′=m A v A ′=2 kg·m/s p B ′=m B v B ′=10 kg·m/s由以上各式得v A ′v B ′=25,故正确选项为A.若右为A 球,由于碰前动量都为6 kg·m/s ,即都向右运动,两球不可能相碰. 9、A 、B 两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A 球的动量是5 kg·m/s ,B 球的动量是7 kg·m/s.当A 球追上B 球时发生碰撞,则碰撞后A 、B 两球的动量可能值分别是( )A .6 kg·m/s,6 kg·m/sB .3 kg·m/s,9 kg·m/sC .-2 kg·m/s,14 kg·m/sD.-5 kg·m/s,15 kg·m/s答案BC解析两球组成的系统动量守恒,A球减少的动量等于B球增加的动量,故D错.虽然碰撞前后的总动量相等,但A球的动量不可能沿原方向增加,故A错,选B、C.10、如图所示,木板A质量m A=1 kg,足够长的木板B质量m B=4 kg,质量为m C=4 kg的木块C静置于木板B上,水平面光滑,B、C之间有摩擦.现使A以v0=12 m/s的初速度向右运动,与B碰撞后以4 m/s的速度弹回.求:(1)B运动过程中的最大速度大小;(2)C运动过程中的最大速度大小.答案(1)4 m/s(2)2 m/s解析(1)A与B碰后瞬间,B速度最大.由A、B组成的系统动量守恒(取向右为正方向)有:m A v0=-m A v A+m B v B,代入数据得:v B=4 m/s.(2)B与C共速后,C速度最大,由B、C组成的系统动量守恒有:m B v B=(m B+m C)v C,代入数据得:v C=2 m/s.。
碰撞专题知识
§19-5 碰撞冲量对绕定轴转动刚体旳作用 撞击中心
设刚体绕固定轴z 转动,转动惯量为IZ,受到外碰撞冲量
S (e) i
(i
1,2,, n)
旳作用。
碰撞开始时 Lz1 I z1
碰撞结束时 Lz2 I z2
由冲量矩定理在 z 轴上旳投影式,有:
n
I z1 I z2 mz (Si(e) )
i 1
(2)因为碰撞时间极短,而速度又是有限量,所以物体在 碰撞过程旳位移很小,能够忽视不计,即以为物体在碰撞开始 时和碰撞结束时旳位置相同。
7
两个基本定理:
在理论力学中,我们关心旳主要是因为碰撞冲量旳作用而 使物体运动速度发生旳变化。所以,动量定理和动量矩定理就 成了研究碰撞问题旳主要工具。
1、用于碰撞过程旳动量定理——冲量定理。
(19-5)
在碰撞过程中,质点系对任一固定点旳动量矩旳变化,等 于作用于质点系旳外碰撞冲量,对同一点之矩旳矢量和。
式(19-4)、(19-5)也可写成投影形式,且式中均不计一般 力旳冲量矩。
11
§19-3 质点对固定面旳碰撞 恢复系数
设一小球(可视为质点)沿铅直方向落到水平旳固定平面 上,如图所示。
m1g
m2
g
m12 gh (m1 m2
)
因为右端前两项远
比第三项小,往往能够
略去,于是上式可写为:
R
m12 gh
(m1 m2 )
24
[例2] 汽锤锻压金属。汽锤m1=1000kg,锤件与砧块总质量
m2=15000kg,恢复系数k =0.6,求汽锤旳效率。
解:汽锤效率定义为
T
T1
因 v2
0
,
者塑性碰撞。求碰撞后桩旳速度和泥土对桩旳平均阻力。 解:碰撞开始时,
理论力学-碰撞
n
mz (Si(e) )
2 1 i1 I z
26
碰撞时刚体角速度的改变,等于作用于刚体的外碰撞冲 量对转轴之矩的代数和 除以刚体对该轴的转动惯量。
下面研究碰撞时轴承反力的碰撞冲量SO 的计算及消除条件: 设刚体有对称面,绕垂直此平
面的固定轴Oz转动,质量M,质心
C点且OC= a,s 作用在对称平面
撞冲量的矢量和。
式(19-1)、(19-2)和(19-3)都写成投影形式,形式上与普 通的动量定理相同,所不同的是在这里都不计普通力的冲量。
2、用于碰撞过程的动量矩定理——冲量矩定理
由假设(2)知,碰撞过程中,质点的矢径 r 保持不变,
则由(19-1)式,有:
r mu r mv r S
而 r mv lO1 , r mu lO2 ;lO1和lO2 为碰撞始末时质点对
(2)
对于塑性碰撞
(k
=0):T
T1
T2
m1m2 2(m1 m2 )
(v1
v2 )2
或
T
1 2
m1(v1
u1)2
1 2
m2 (v1
u2)2
塑性碰撞时损失的动能等于速度损耗的动能。 若v2=0,则
(3)
T
m1m2 2(m1 m2 )
v12
1 2
m1v12
对于弹性碰撞 (0<k <1 ):
m2 m1 m2
m1 m2
25
§19-5 碰撞冲量对绕定轴转动刚体的作用 撞击中心
设刚体绕固定轴z 转动,转动惯量为IZ,受到外碰撞冲量
S (e) i
(i
1,2,, n)
的作用。
碰撞开始时 Lz1 I z1
物理碰撞公式
物理碰撞公式
物理碰撞公式有很多种,根据不同的碰撞情形和物体性质,需要选择
不同的公式。
以下是一些常见的物理碰撞公式:
1.完全弹性碰撞:在完全弹性碰撞中,物体相互碰撞后动能守恒,且
动量守恒。
此时有以下公式:
v1'=(m1-m2)/(m1+m2)*v1+(2*m2)/(m1+m2)*v2。
v2'=(m2-m1)/(m1+m2)*v2+(2*m1)/(m1+m2)*v1。
其中v1和v2是碰撞前两个物体的速度,v1'和v2'是碰撞后两个物
体的速度,m1和m2是撞击物和被撞物的质量。
2.完全非弹性碰撞:在完全非弹性碰撞中,物体相互碰撞后动量守恒,但是动能不守恒。
此时有以下公式:
(v1*m1+v2*m2)=(m1+m2)*v'。
其中v1和v2是碰撞前两个物体的速度,v'是碰撞后两个物体的速度,m1和m2是撞击物和被撞物的质量。
3.完全附着碰撞:在完全附着碰撞中,两个物体相互碰撞后,粘在一
起运动。
此时有以下公式:
v'=(m1*v1+m2*v2)/(m1+m2)。
其中v1和v2是碰撞前两个物体的速度,v'是碰撞后两个物体的速度,m1和m2是撞击物和被撞物的质量。
4.部分弹性碰撞:在部分弹性碰撞中,物体相互碰撞后动量守恒,但
是动能只有一部分守恒。
此时需要根据具体情况选用不同的公式。
以上是一些物理碰撞的基本公式,但实际应用中需要根据具体情况加以修正和适应。
两个物体相撞动量问题
标题:两个物体相撞的动量问题引言:在物理学中,动量是描述物体运动状态的重要物理量之一。
当两个物体发生碰撞时,它们之间的动量如何转移和改变是一个关键问题。
本文将探讨两个物体相撞时的动量问题,并分析碰撞类型、动量守恒定律以及碰撞后物体的运动状态等方面。
一、碰撞类型:1. 完全弹性碰撞:在完全弹性碰撞中,两个物体在碰撞过程中既没有损失能量,也没有发生形状的变化,碰撞前后动量总和保持不变。
2. 部分弹性碰撞:在部分弹性碰撞中,碰撞过程中会有一部分能量转化为其他形式的能量,例如热能或声能。
碰撞前后动量总和同样保持不变,但是物体的速度和动能会发生变化。
3. 完全非弹性碰撞:在完全非弹性碰撞中,两个物体在碰撞过程中会粘合在一起,形成一个更大的物体。
碰撞前后动量总和同样保持不变,但是物体的速度和动能会发生较大的变化。
二、动量守恒定律:根据牛顿第三定律,两个物体相互作用时的力大小相等、方向相反。
在碰撞过程中,动量守恒定律指出,碰撞前后系统的总动量保持不变。
即,两个物体碰撞前的动量之和等于碰撞后的动量之和。
三、碰撞前的动量计算:碰撞前的动量可以通过物体的质量和速度来计算。
动量(p)等于物体的质量(m)乘以速度(v)。
对于两个物体的碰撞,分别记为物体1和物体2,其动量分别为p1和p2。
四、碰撞后的动量计算:1. 完全弹性碰撞:在完全弹性碰撞中,碰撞后物体1和物体2的速度会发生交换,但动量守恒,即p1' + p2' = p1 + p2。
其中,p1'和p2'分别代表碰撞后物体1和物体2的动量。
2. 部分弹性碰撞:在部分弹性碰撞中,碰撞后物体1和物体2的速度会发生变化,但动量守恒仍成立。
根据动量守恒定律,碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和,即p1' + p2' = p1 + p2。
3. 完全非弹性碰撞:在完全非弹性碰撞中,碰撞后物体1和物体2会粘合在一起,形成一个更大的物体。
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。
碰撞知识点讲解总结_
碰撞知识点讲解总结_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显著变化的过程。
碰撞过程是物体之间相互作用时间非常短暂的一种特殊过程,因而碰撞具有如下特点:(1)碰撞过程中动量守恒.因相互作用时间短暂,因此一般满足F内 F外的条件(2)碰撞过程中,物体没有宏观的位移,但每个物体的速度可在短暂的时间内发生改变.位移为0.(3)碰撞过程中,系统的总动能只能不变或减少,不可能增加.在发生完全非弹性碰撞时总动能减少最多。
2、碰撞的分类(1)弹性碰撞在弹性力作用下,碰撞过程只产生机械能的转移,系统内无机械能的损失的碰撞,称为弹性碰撞。
(2)非弹性碰撞1非弹性碰撞:受非弹性力作用,使部分机械能转化为内能的碰撞称为非弹性碰撞。
2完全非弹性碰撞:是非弹性磁撞的特例,这种碰撞的特点是碰后粘在起(或碰后具有共同的速度),其动能损失最大。
注意:碰撞后发生永久性形变、粘在一起、摩擦生热等的碰撞往往为非弹性碰撞。
物体m1以速度v1与原来静止的物体m2碰撞,若碰撞后他们的速度分别为v1/、v2/。
试根据动量守恒定律和能量守恒定律推导出v1/、v2/的表达式。
二、对心碰撞和非对心碰撞1.对心碰撞两球碰撞时,碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在同条直线上,碰撞之后两球的速度仍沿着这条直线,这种碰撞称为对心碰撞,也叫正碰。
注意:发生对心碰撞的两个物体,碰撞前后的速度都沿同一条直线,它们的动量也都沿这条直线,在这个方向上动量守恒。
2.非对心碰撞两球碰撞时,碰撞之前的运动速度与两球心的连线不在同条直线上,碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线。
这种碰撞称为非对心碰撞,也叫斜碰。
斜碰也遵循动量守恒定律,但情况较复杂,中学阶段不作要求。
注意:发生非对心碰撞的两个小球,可以将小球速度沿球心连线和垂直球心连线两个方向分解,在这两个方向上应用动量守恒定律列式求解。
三、散射1、散射:在粒产物理和核物理中,常常使一束粒子射人物体,粒子与物体中的微粒碰撞。
碰撞的四个重要条件
碰撞的四个重要条件泰州中学王曙光碰撞(反冲)是物体间一种重要的相互作用,是学习的难点之一,也是高考的热点之一,碰撞的特征为:时间很短、位移很小、作用力很大、动量守恒,从能量的角度看碰撞分为完全弹性碰撞(简称弹性碰撞),完全非弹性碰撞和非完全弹性碰撞三种情况,但不论哪种形式的碰撞,都必须同时满足四个条件:条件一、碰撞能发生若两物体在同一直线上相向运动,那么这两物体一定会发生碰撞,当两物体在同一直线上同向运动时,后面运动物体的速度必须大于前面运动物体的速度,碰撞才能发生。
条件二、遵守动量守恒定律由于碰撞是物体间突然发生经过很短时间的相互作用,物体间的相互作用力很大,外力的作用通常小于物体之间的相互作用,可以忽略,所以碰撞过程中动量守恒。
条件三、能量不会增加在碰撞中,只有弹性碰撞的机械能守恒,没有能量的损失,另外两种形式的碰撞过程中都有机械能的损失,而且完全非弹性碰撞损失的机械能最大,因此碰撞过程中能量不会增加。
条件四、碰撞只能发生一次在没有外力作用的情况下,两个物体之间无论发生哪种形式的碰撞,碰撞后不是分离,就是以共同的速度运动,而不会发生第二次碰撞。
这一看似简单却很重要的条件往往被忽视,从速度的角度看,若碰撞后两物体同向运动,则后面运动物体的速度必小于或等于前面运动物体的速度。
现举例说明如下:例 1. a、b两小球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,a球速度v a=6m/s,质量m a=1kg,b球速度v b=2m/s,质量m b=2kg,a球追上b球发生碰撞,则碰撞后a、b两小球速度的可能值是A.v a’=5m/s v b’=2.5m/sB.v a’=2m/s v b’=4m/sC.v a’=-4m/s v b’=7m/sD .v a ’=7m/s v b ’=1.5m/s分析:A 、B 、C 三组答案均满足动量守恒定律;D 组不满足动量守恒定律,舍去。
碰撞前系统动能为221122J 22a ab b E m v m v =+=,碰撞后C 组答案中系统动能为E ’=57J ,E ’>E ,这是不可能的,舍去。
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。
碰撞的分类
碰撞的分类
1. 机械碰撞:指两物体在速度较慢或相对静止时发生的碰撞,如两车低速相撞或物体自由落下。
2. 爆炸碰撞:指由于化学反应或核反应等导致物质内部能量释放的暴力碰撞,如炸药爆炸或核武器爆炸。
3. 行星碰撞:指两个或多个天体相撞的现象,如地球和月球之间的撞击。
4. 粒子碰撞:指高能量粒子相互碰撞的现象,如粒子加速器中的粒子碰撞。
5. 液态碰撞:指两种液体相互碰撞的现象,如海浪与岸边相撞或水波冲击水坝。
6. 气体碰撞:指两种气体相互碰撞的现象,如风暴中的风吹跨树木相撞。
7. 弹性碰撞:指在碰撞过程中,物体恢复原来的形态和能量的碰撞,如弹簧相撞。
8. 非弹性碰撞:指在碰撞过程中,物体不完全恢复原来的形态和能量的碰撞,例如在汽车碰撞时发生的变形。
1.1物体的碰撞(汪颖)
第一节物体的碰撞 五、几个重要的概念 1.系统:存在相互作用的几个物体所组成的整体,称为系统, 系统可按解决问题的需要灵活选取.
2.内力:系统内各个物体间的相互作用力称为内力
3.外力:系统外其他物体作用在系统内任何一个物体上的力, 称为外力.
世界最大强子对撞机开启宇宙奥秘
第一节物体的ห้องสมุดไป่ตู้撞
第一节物体的碰撞 二、生活中的各种碰撞现象
打台球
撞车
打桩机打桩
钉钉子
第一节物体的碰撞 二、生活中的各种碰撞现象
拳 击
打网球
飞鸟撞飞机
第一节物体的碰撞 三、碰撞的形式 • 1、正碰:碰撞时速度沿着连心线方向。
2、斜碰:碰撞前的相对速度方向不在两球的连心线上
第一节物体的碰撞 四、弹性碰撞和非弹性碰撞 • 1、碰撞:两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非 常大的相互作用。其特点是:相互作用时间短,作用力变化快 和作用力的峰值大。因此其他外力可以忽略不计。 • 2、弹性碰撞:两物体碰撞后形变能完全恢复,则没有能量损 失,碰撞前后两小球构成的系统的动能相等,这样的碰撞为弹 性碰撞。 • 3、非弹性碰撞:若两物体碰撞后它们的形变不能完全恢 复原状,这时将有一部分动能转化为内能,碰撞前后系统 的动能不再相等,我们称这样的碰撞为非弹性碰撞。 • 4、完全非弹性碰撞:两物体碰撞后粘合在一起,这时系 统动能损失最大,这样的碰撞称为完全非弹性碰撞。
第一节:物体的碰撞
第一节物体的碰撞 一、历史上对碰撞问题的研究 • 最早发表有关碰撞问题研究成果的是布拉格大学校长、物理学 教授马尔西(M.Marci,1595—1667),他在1639年发表的《运 动的比例》中得出一些碰撞的结论。随后著名的物理学家如伽 利略、马略特、牛顿、笛卡尔、惠更斯等都先后进行了一系列 的实验总结出碰撞规律,为动量守恒定律的建立奠定了基础。
同质量物体的碰撞
碰撞的分类
对心碰撞:两物体碰撞时,相互作用力的方向沿着两物体间的连线。 非对心碰撞:两物体碰撞时,相互作用力的方向不沿着两物体间的连线。 完全弹性碰撞:碰撞后两物体完全恢复原状,没有能量损失。 非完全弹性碰撞:碰撞后两物体部分恢复原状,有能量损失。
同质量物体碰撞的特点
定义:同质量物体碰撞是指两个质量相同的物体之间的碰撞。
在同质量物体的碰撞中,碰撞前后系统的动能和总动量都保持不变,即能量和动量都是守 恒的。
碰撞过程中,两个物体之间的相互作用力与它们的质量成正比,与它们的相对速度成反比。
同质量物体碰撞时,由于质量相等,它们之间的相互作用力大小相等、方向相反,因此系 统所受外力之和为零,系统动量守恒。
碰撞过程的分析
碰撞前的状态描述:两个同质量物体的初始速度和位置
定期检查设备: 确保设备处于良 好状态,防止因 设备故障导致的 碰撞事故。
保持安全距离: 在操作过程中, 保持与设备的安 全距离,避免因 过于接近而发生 碰撞。
提高安全意识: 加强员工安全培 训,提高员工的 安全意识和操作 技能,预防碰撞 事故的发生。
碰撞检测和预警系统
定义:用于检测和预警同质量物体碰撞的系统
碰撞是指两个或多个物体在相对运动中发生接触,导致它们之间的相互 作用力迅速增加,使它们在极短的时间内发生速度和动量的变化。
碰撞过程中,物体之间的相互作用力通常远大于它们的质量所产生的力, 因此可以忽略重力等其他因素的影响。
碰撞可以分为弹性碰撞和非弹性碰撞两种类型,其中弹性碰撞是指碰撞 过程中没有能量损失,而非弹性碰撞则存在能量损失。
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同质量物体的碰撞
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目录
PART One
碰撞的定义和分类
碰撞时间计算公式
碰撞时间计算公式1. 基本原理。
- 在高中物理中,对于碰撞问题,通常会根据动量守恒定律和牛顿第二定律等知识来推导碰撞时间相关公式。
- 动量守恒定律:m_1v_1 + m_2v_2=m_1v_1'+m_2v_2'(在没有外力作用的系统中,两物体碰撞前后系统总动量守恒,其中m_1、m_2是两物体质量,v_1、v_2是碰撞前速度,v_1'、v_2'是碰撞后速度)。
- 对于完全弹性碰撞(动能守恒),还有(1)/(2)m_1v_1^2+(1)/(2)m_2v_2^2=(1)/(2)m_1v_1'^2+(1)/(2)m_2v_2'^2。
2. 简单的一维碰撞时间计算(利用冲量定理)- 根据冲量定理I = Ft=Δ p(I是冲量,F是平均作用力,t是作用时间即碰撞时间,Δ p是动量变化量)。
- 如果已知平均作用力F和动量变化量Δ p,则碰撞时间t=(Δ p)/(F)。
- 例如,一个质量为m = 2kg的小球,以v_1 = 5m/s的速度正面碰撞墙壁后以v_1'=- 3m/s的速度反弹回来,假设墙壁对小球的平均作用力F = 40N。
- 首先计算动量变化量Δ p=m(v_1' - v_1)=2×(-3 - 5)= - 16kg· m/s(这里负号表示方向与初速度方向相反)。
- 然后根据t=(Δ p)/(F),可得t=(-16)/(-40)=0.4s。
3. 弹性碰撞中碰撞时间的特殊情况(利用恢复系数)- 恢复系数e=(v_2' - v_1')/(v_1 - v_2)(对于两物体的碰撞)。
- 在一些简单的弹性碰撞模型中,如果已知两物体的初速度v_1、v_2,以及恢复系数e,并且假设两物体质量分别为m_1、m_2,通过联立动量守恒定律和恢复系数公式可以求出碰撞后的速度v_1'、v_2'。
- 然后再根据冲量定理计算碰撞时间。
物体碰撞规律
物体碰撞规律嘿,咱今儿来唠唠物体碰撞规律这档子事儿。
你想想啊,这世界上的物体那可多了去了,它们之间的碰撞那也是五花八门。
就好比两个球,一个大的一个小的,撞在一起会咋样呢?这就跟人似的,有的人力气大,有的人呢力气小,撞在一起那结果肯定不一样呀!咱先说这弹性碰撞吧。
哎呀呀,就好像两个有弹性的家伙撞一块儿了,撞完之后还能弹回来,能量还能守恒呢!你说神奇不神奇?这就好比咱跟朋友闹着玩,推一下,然后各自弹开,还都没啥事儿。
但要是没弹性的碰撞呢,那就可能撞得稀里哗啦的啦!再说说这碰撞的角度。
你说要是直直地撞上去,那肯定劲儿大呀!可要是斜着撞呢,那方向不就变了嘛。
这就跟咱走路似的,直着走和斜着走那能一样嘛。
有时候啊,一个小小的角度变化,就能让整个碰撞的结果大不同。
还有啊,物体的质量也很重要呢!一个大铁球和一个小皮球撞一起,那肯定大铁球更厉害呀,小皮球说不定就被撞飞老远了。
这就像大人和小孩打架,一般来说大人的力量更大,小孩就容易吃亏呀。
咱平时生活里也到处都是物体碰撞的例子呀。
比如说打球的时候,球和球拍的碰撞,那得掌握好力度和角度,才能打出漂亮的球呢。
再比如车祸,那车和车撞起来可不是闹着玩的,后果多严重呀!所以说呀,了解物体碰撞规律可太重要了。
你想想,如果咱都不了解这些,那岂不是瞎碰瞎撞,最后搞出一堆乱子来?咱得像个懂行的人一样,知道啥时候该轻点儿撞,啥时候得躲着点儿撞。
而且呀,这物体碰撞规律还能让咱明白很多道理呢。
就好比说,咱在和别人相处的时候,也得注意方式方法,不能硬来,不然就跟两个没弹性的物体撞一起一样,非得两败俱伤不可。
咱得有点弹性,有点智慧,这样才能相处得好呀。
总之呢,物体碰撞规律可别小瞧了它,它在咱生活里到处都能用上。
咱得好好琢磨琢磨,把它用好了,咱的生活才能更顺利,更有意思呀!这可不是开玩笑的哟!。
物体碰撞产生的能量
物体碰撞产生的能量
物体碰撞是一种常见的现象,它会产生能量。
能量的大小取决于物体的质量、速度和碰撞的角度等因素。
当两个物体相撞时,它们的动能会相互转换。
动能是物体运动所具有的能量,它的大小与物体的质量和速度有关。
在碰撞的瞬间,动能会减少或增加,而这些能量会以不同的形式释放出来:声能、热能、光能等。
在碰撞过程中,两个物体之间的摩擦和形变也会导致能量的损失。
物体碰撞产生的能量可以用以下公式计算:E = 1/2 mv,其中E 表示能量,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
这个公式表明,速度越大、质量越大的物体碰撞所产生的能量也越大。
物体碰撞的能量常常会被利用,例如汽车安全气囊中就装有传感器,当车辆发生碰撞时,传感器会感知到碰撞的能量,并迅速充气,将这部分能量转化为气体压力,从而保护乘客。
此外,物体碰撞的能量还可以应用于能量转换和能量储存等领域。
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3、能量转化情况: 部分机械能转化为内 能
4、规律:
碰撞前 : 碰撞后 :
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m11v
2
?
1 2
m11v
'2
?
1 2 m22v
'2
?
Q
三、完全非弹性碰撞
1、概念: 碰撞后两物体连在一起运动的现象。 例如橡皮泥球之间的碰撞。
2、完全非弹性碰撞过程分析
3、能量转化情况: 机械能转化为内能最多 系统机械能损失最大
历史上对碰撞问题的研究
? 20世纪30年代以后,由于加速器技术 和探测技术的发展,通过高能粒子的碰 撞,实验物理学家相继发现了很多新粒 子,且绝大多数的粒子是理论预言上没 有的。这丰富了人们对微观粒子世界的 认识,形成了新的基本粒子物理研究领 域。
三、碰撞的形式
①对心碰撞(正碰):碰撞前后,物体的运 动方向在同一直线上。
4、规律:
碰撞前 : 碰撞后 :
1 2
m11v
2
?
1 2
(m1
?
m2 )v1'2
?
Q
弹性碰撞 返回
非弹性碰撞 返回
②非对心碰撞(斜碰):碰撞前后,
物体的运动方向不在同一直线上。
? 另外,有碰撞发生后两个物体相互分 开,如打台球;有的碰撞发生后两个 物体不再分开,如子弹射中木块后留 在木块中。
四、碰撞的特点
1、相互作用时间极短。
2、相互作用力极大,即内力远大于 外力。
3、碰前总动能大于或等于碰后总动 能, 即EK1≥ EK2。
二、历史上对碰撞问题的研究
? 17世纪中叶,碰撞问题成为科学界共同 关心的问题:
? 布拉格大学校长马尔西在1639 年发表著 作,得出了一些碰撞的结论;
? 随后,伽利略、马略特、牛顿、笛卡尔、 惠更斯等人先后进行了一系列的实验,从 最初对一些现象无法解释,到最后归纳成 系统的理论,总结出碰撞的规律,明确提 出运动量守恒的基本思想,为后来的动量 守恒定律奠定了基础。
五、碰撞的分类
(一)弹性碰撞
1、概念:碰撞过程中机械能守恒,这样的碰撞叫 做弹性碰撞。例如钢球、玻璃球的碰撞。
2、弹性碰撞过程分析 :
3、能量转化情况: 系统机械能没有损失
4、规律: 情景三:
1 2
m11v2
?
1 2
m11v'2
?
1 2
m2v2'2
二、非弹性碰撞
1、概念:如果碰撞过程中机械能不守恒,这样的 碰撞叫非弹性碰撞。 例如木制品的碰撞
第一节 物体的碰撞
一、生活中的各种碰撞现象
打 台 球
汽车碰撞实验撞
打 桩 机 打 桩
钉 钉 子
飞 鸟 撞 Hale Waihona Puke 机拳 击打 网 球
? 生活中的碰撞到处可见,如打桩、钉钉 子、球拍打球、运动员起跳和着地、飞 机碰上小鸟等。
? 因为有的碰撞会带来灾难,如飞机碰上 小鸟,所以在工程技术中在精确地计算 各部分的强度。