高二物理物体的碰撞课件

【解析】滑块A与滑块C处于光滑水平面上,两滑块碰撞时间 极短,碰撞过程中滑块B与滑块A间的摩擦力可以忽略不计,滑 块A与滑块C组成的系统,在碰撞过程中动量守恒,则 mAv0=mAvA+mCvC 两滑块碰撞后,滑块A与滑块B组成的系统,在两者达到同速之 前系统所受合外力为零,系统动量守恒,mAvA+mBv0=(mA+mB)v 滑块A和B达到共同速度后,恰好不再与滑块C碰撞,则最后三 者速度相等,vC=v 联立以上各式,代入数值解得:vA=2m/s 答案:2m/s
生活中的各种碰撞现象
儿水汽童上车乐电碰园动撞碰碰实碰碰验车船
思考：碰撞有什么特点呢？
一、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，所以遵循动量守恒定律。
思考与讨论
碰撞过程相互作用力很大，内力远大于外力，所以遵从动 量守恒定律。那么，两个物体相碰，碰撞之前它们的动能之 和与碰撞之后的动能之和相等吗？
答案：B
如图所示,光滑水平轨道上放置长木板A(上表面粗糙)和 滑块C,滑块B置于A的左端,三者质量分别为mA=2kg、 mB=1kg、mC=2kg。开始时C静止,A、B一起以v0=5m/s 的速度匀速向右运动,A与C发生碰撞(时间极短)后C向右 运动,经过一段时间,A、B再次达到共同速度一起向右运 动,且恰好不再与C碰撞。求A与C发生碰撞后瞬间A的速 度大小。
②非对Байду номын сангаас碰撞（斜碰）：碰撞前后，物体
的运动方向不在同一直线上。
碰撞前 m2
碰撞后 m2
v2′
m1
v1
m1
v1′
【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9kg·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（ BC ）
二、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。
碰撞前
m1
v1 m2
碰撞后 m1 v1′ m2 v2′
v1
① 若m1=m2 ，可得v1’=0 ，v2’=v1 ， 相当于 两球交换速度．
② 若m1>m2 ， 则v1’>0；且v2’一定大于0
若m1<m2 ， 则v1’<0；且v2’一定大于0
③若 m2>>m1 ， 则v1’= -v1 ， v2’=0 ．
④ 若 m1 >> m2 ， 则v1’= v1，v2’=2v1 ．
1 4
mv2
2、完全非弹性碰撞：
3、非弹性碰撞：
质量为m的子弹，以速度V0射入木块，在即短时间内， 停留在质量为M2的木块B中，并和B达到共同的速度V1 （水平面光滑）。请判断射入过程中系统动量是否守恒？ 若守恒，请列出方程式。
请分析接下来A、B（包括子弹）的运动情况，当弹 簧被压缩到最短时，A、B速度有什么关系？并判断 在这一过程中系统动量是否守恒？若守恒，请列出方 程式。
如图所示，两个物体的质量都是m，碰撞以前一个物体静止， 另一个以速度v向它撞去。碰撞以后两个物体粘在一起，成为 一个质量为2m的物体，以速度v′继续前进。这个碰撞过程能量 （总动能）守恒吗？
两个物体组成的系统，满足动量守恒定律
∴p=p′ 即mv 2mv
v 1 v 2
Ek
1 2
mv2
Ek
1 2
(2m)v2
后两者交换速度,即小球速度变为零,开始做自由落体运动,故
B、C对,A错。
若在一光滑水平面上有两个质量分别为m1、m2的刚性
小球A和B，以初速度v1、v2运动，若它们能发生碰撞
（为一维弹性碰撞），碰撞后它们的速度分别为v1/和 v2/分别是多大？
将A和B看作系统：
碰撞过程中系统动量守恒
m1v1 m2v2 m1v1' m2v2'
2g
【标准解答】选B、C。小球上升到最高点时与小车相对静止，
有共同速度v′,由动量守恒定律和机械能守恒定律有:
Mv0=2Mv′
①
联12立Mv①02② 得2h(12=Mv0v2知，2) DM错②g误h ；
4g
从小球滚上到滚下并离开小车,系统在水平方向上的动量守恒,
由于无摩擦力做功,机械能守恒,此过程类似于弹性碰撞,作用
A. pA'=6 kg·m/s, pB'=10 kg·m/s
B. pA'=5 kg·m/s, C. PA’=7kg·m/s, D、 pA'=4kg·m/s,
pB'=9kg·m/s pB’=7 kg·m/s pB'=10kg·m/s
E. pA'=8 kg·m/s, pB'=6 kg·m/s
总结：碰撞过程应满足的条件： 3．碰撞过程应满足的条件 (1)动量守恒，即 p1＋p2＝p′1＋p′2.
弹性碰撞中没有机械能损失
1 2
m1v12
1 2
m2 v22
1 2
m1v1' 2
1 2
m2v2' 2
v1'
2m2v2 m1
m1 m2 m2
v1
若v2=0时，结论与前
v2'
2m1v1 m2 m1 m1 m2
v2
面的是否相同？
思考与讨论 碰撞过程中总动能总是守恒的吗？我们分析一个例子。
演示
如图所示，A、B是两个悬挂起来的钢球，质量相等。使B 球静止，拉起A球，放开后A与B碰撞，观察碰撞情况。
１、弹性碰撞研究:
V1
V2=0
光滑
m1
m2
m1v1 m1v1' m2v2'
1 2
m1v12
1 2
m1v1'2
1 2
m2v2'2
v1'
(m1 m1
m2 ) m2
v1
v2'
2m1 m1 m2
在如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑 的，子弹A沿水平方向射入木块后留在其中，将弹簧压缩 到最短．若将子弹、木块和弹簧合在一起作为系统，则此
系统在从子弹开始射入到弹簧被压缩至最短的整个过程中
() A．动量守恒，机械能守恒 B．动量不守恒，机械能不守恒 C．动量守恒，机械能不守恒 D．动量不守恒，机械能守恒
【典例】质量为M的带有 1 光滑圆弧轨道的小车静止
4
置于光滑水平面上,如图所示,一质量也为M的小球以速
度v0水平冲上小车,到达某一高度后,小球又返回小车的 左端,则( BC )
A.小球以后将向左做平抛运动
B.小球将做自由落体运动
C.此过程小球对小车做的功为
1 2
Mv02
D.小球在弧形槽上上升的最大高度为 v02