《物理功与能》PPT课件

《《物理功与能》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1、概念:两个或两个以上的物体相遇，且相互作用持续一个极短暂的时间——碰撞。例：碰碰车，锻铁，打桩，桌球、滑块、交通事故等；狭义：接触，速度变化例：分子原子、α粒子与原子核作用应等。又称散射。广义：接近，短暂互作用，偏离原运动方向。一、碰撞12、特点物体间相互作用持续时间极短,内力>>外力。作用力变化快，峰值极大，碰撞符合动量守恒定律。碰撞过程中物体会产生形变。2碰撞前碰撞时碰撞后二、两球的正碰撞（对心碰撞）1、对心碰撞:如果两球在碰撞前的速度在两球的中心连线上，则碰撞后的速度也都在这一连线上，这种碰撞称为对心碰撞（正碰撞）。32、恢复系数（牛

2、顿碰撞定律）①物理实质：反映总动能损失程度；②数值由材料性质定。（实验测定）0≤e≤1非对心碰撞又称为斜碰，指碰前速度方向至少有一个不在球心连线上。43、动量守恒方程⑴无动能损失，称完全弹性碰撞；4、碰撞分类⑵动能损失最大，称完全非弹性碰撞；⑶有部分动能损失，称非完全弹性碰撞.55、碰撞过程中能量的转化（1）追赶阶段（2）压缩阶段：第一球追上第二球后，互相挤压，形变逐渐增大，直到二球速度相等，此时二球形变最大，压缩结束。相遇无形变开始形变最大形变6（3）恢复阶段后球以弹力作用于前球，使它的速度进一步增大，前球以弹力作用于后球，使它进一步减速，这

3、一阶段形变逐渐恢复，直到形变不再恢复，相互作用力为零，恢复阶段结束最大形变形变减小分离（4）分开阶段演示T3-6.SWF7完全弹性碰撞：碰后两球完全恢复原状动能形变能动能完全非弹性碰撞：碰后两球形变完全没有恢复动能形变能非完全弹性碰撞：碰后两球形变部分恢复动能形变能动能可能转化为其他形式能量：热能，声能8三、速度公式及动能损失由（1）（2）可得：9四、讨论1．完全弹性碰撞由（3）（4）可得：动能损失动能不损失10（1）若讨论碰前碰后交换速度应用：核反应堆中,用石墨或重水作为中子的减速剂；应选碳核、重氢核等较轻元素11（3）若,且（2）若,且碰前

4、碰后应用：核反应堆中防护材料（反射层）,应选铝、铅等较重元素）122．完全非弹性碰撞由动量守恒可得：动能损失动能损失最大13动能损失：3．非完全弹性碰撞设v20=0，此时损失的机械能为碰撞前的机械能14可知，动能损失与恢复系数及质量比有关。对锻打（打铁），动能损失用于工件形变，越多越好，取m1<>m2,用大汽锤。15例1在碰撞实验中，常用如图所示的仪器。A为一小球，B为蹄状物，质量分别为m1和m2。开始时，A球从张角θ处落下，然后与静止的B物相碰撞，嵌入B中一起运动，求两物到达最高处的

5、张角φ。16解整个过程由三个阶段组成：由图中A到B，球A受重力和悬线张力作用，对地球、小球系统，重力为保守内力，张力不作功，机械能守恒过程；取B点的重力势能为零。小球在A点速度为v17A、B与碰撞过程作用时间极短，可认为是两者在B处瞬间完成的（没有位移），此过程是完全非弹性碰撞，水平方向的动量守恒；设小球碰后的速度为v’两者一起上升的过程与第一阶段相似，是机械能守恒的过程。18三阶段得到的三个关系联立解得19例2:“哥伦比亚”号失事原因中的力学模型2003年2月1日,美国“哥伦比亚”号航天飞机在返回途中飞临德州上空时解体坠毁.20“哥伦比亚”号

6、事故的直接技术原因这架航天飞机发射升空８１．７秒后，从其外部燃料箱外脱落的一块泡沫材料撞上了航天飞机左翼前缘的热保护部件并形成了裂孔。２月１日，当航天飞机重返大气层时，超高温气体从裂孔处进入了“哥伦比亚”号机体，引发了一系列连锁反应，造成航天飞机解体，７名宇航员全部遇难。2003年2月5日新闻发布会公布的数据:撞击的泡沫块质量约1.3kg,撞击速度约250m/s,航天飞机的速度约700m/s.21１．完全非弹性碰撞模型设航天飞机质量为M，飞行速度为v；泡沫块质量为m，撞击速度为v0，速度方向与航天飞机飞行的方向在同一直线上．二者相撞后的共同速度

7、为v’．沿航天飞机运动的方向取坐标轴．由动量守恒定律得：22“+（-）”泡沫块与航天飞机运动方向相同（反）泡沫所受平均撞击力：时间的估算据美方研究实验数据23２．完全弹性正碰撞模型设:碰撞前泡沫块速度为v1,航天飞机速度为v2；碰撞后泡沫块速度为v’，仍取航天飞机运动的方向为坐标轴．由动量守恒和动能守恒可得：24“+”同向运动；“-”反向运动25由上述计算可知，无论采用哪种模型，无论泡沫块的运动方向与航天飞机运动方向相同还是相反，泡沫块对“哥伦比亚”号的平均撞击力的数量级都达到了　，该力能够使航天飞机左翼等处的隔热瓦损坏，最终造成机毁人亡的事故

8、．26物质存在的三种状态——固、液、气液体和气体的各个部分间很容易发生相对运动,液体和气体的这种性质称流动性具有流动性的物体——流体（液体和气体）流动