高中物理第十六章动量守恒定律4碰撞教材梳理素材新人教版选修3-5

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1、4碰撞疱丁巧解牛知识•巧学一、弹性碰撞和非弹性碰撞1.碰撞的特点(1)力的特点：作用时间极短；相互作用力变化很快，平均作用力很大；相互作用力远大于其他外力，其他外力可以忽略不计.学法一得碰撞过程是在一瞬间发生的，作用时间极短，所以可以忽略物体的位移，可以认为物体在碰撞前后仍在同一位置.(2)动量特点：在碰撞现象中，一般相互撞击的内力都远大于外力，因而可以认为碰撞时系统总动量守恒.(3)能量特点：碰撞过程中，一般伴随着机械能的损失，碰撞后系统的总动能要小于或等于碰撞前系统的总动能,即+Ek2‘WEk】+Ek2・2.完全弹性碰撞：任何两个小

2、球碰撞时都会发生形变，若两球碰撞后形变能完全恢复，并没有能量损失，碰撞前后两小球构成的系统的动能相等，我们称这种碰撞为完全弹性碰撞.学法一得完全弹性形变仅发生了动能和势能之间的相互转化，没有机械能损失，非弹性碰撞部分机械能转化为内能，有机械能损失.3.非弹性碰撞：若两球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最终会转变为内能，碰撞前后系统的动能不再相等，我们称这种碰撞是非弹性碰撞.深化升华弹性碰撞和非弹性碰撞可以从形变和动能两个角度进行理解：若两个物体发生碰撞时形变属于弹性的，碰后能够恢复，碰撞过程小只是发生了动能和弹性势能

3、Z间的相互转化，碰撞前后两小球构成的系统的动能不可能损失，则两物体间发生了完全弹性碰撞；若两个物体发生碰撞时形变属于非弹性的，碰后不能够恢复原状，碰撞过程中除发生动能和弹性势能之间的相互转化外，碰撞前后系统的动能不再相等，则两物体间的碰撞为非弹性碰撞;若两个物体碰撞后合为一体，形变完全不能恢复，此时损失的动能最大.4.完全非弹性碰撞：如果碰撞后完全并且不反弹两球成为一个整体，这种碰撞则是完全非弹性碰撞.5.解析碰撞问题的三个依据(1)动量守恒,即Pl+P2=p/+P2‘2212(2)动能不增加，即Ek1+Ek2^Ek1'+Ek2‘或+2

4、—2加］2m22m2(3)速度要符合情景：如果碰前两物体同向运动，则后面的物体速度必大于前面物体的速度,即r>v浒，否则无法实现碰撞，碰撞后，原来在前的物体的速度一定增大，且原來在前的物体速度大于或等于原来在后的物体的速度.即v『Nv余，否则碰撞没有结束.如果碰前两物体是相向运动，则碰后，两物体的运动方向不可能都不改变，除非两物体碰撞后速度均为零.二、对心碰撞和非对心碰撞1.碰撞现象在生活中随处可见，两个或两个以上的物体在相遇时发生相互作用时都可看作碰撞.2.正碰：两小球碰撞时的速度沿着连心线方向，称为正碰.也叫对心碰撞.弹性正碰的特点

5、：如图16-4-2所示，在光滑水平面上质量m：的小球以速度vi与质量血的静止小球发生弹ffhnh图16-4-2miVFmiViz+1112V2'2+—n）2V2‘222解上面两式可得：,mx-叫v/二Vimx+m2若mi>m2,vi和V2都是正值,表示vi‘和V2‘都与Vi方向相同.（若nh»ni2,血一血心血，血+吸Fi,v/=vi,v2z=2vi,表示nu的速度不变,胧以2vi的速度被撞出去）若mi

6、表示m】，被反向以原速率弹回，而恥仍静止）若mi=m2,则有vi'=0,V2‘=vi,即碰后两球速度互换.1.非对心碰撞：两小球碰撞前的相对速度不在连心线上，称为非对心碰撞.深化升华系统所受的合外力不为零，即F外H0,但在某一个方向上合外力为零（即F尸0或F产0）,则系统只在该方向上动量守恒.如炸弹在空中炸裂吋，水平方向动量守恒.三、散射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成为散射•由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小，所以多数离子碰撞后飞向四面八方.典题・热题知识点一碰撞中的动量守恒例1一只质量为5.4kg的保

7、龄球，撞上一只质量为1.7kg,原來静止的球瓶，此后球瓶以3.0m/s的速度向前飞去，而保龄球以1.8m/s的速度继续向前运动，求保龄球碰撞前的运动速度.解析：保龄球与球瓶碰撞时的相互作用力是内力，它远大于它们所受的水平外力，因此水平外力可以忽略不计，满足动量守恒定律的适用条件.保龄球的质量m,=5.4kg,球瓶的质量盹二1.7kg.设碰撞前保龄球的速度为vi,球瓶的速度V2=0,两者组成的系统的总动量p二啊1+啊2二5.4kgXvh碰撞后保龄球的速度v/=1.8m/s,球瓶的速度V2‘二3.0m/s,系统的总动量p‘=miVi'+ni

8、2V21=5.4X1.8kg・m/s+1.7X3.0kg・m/s=14.82kg•m/s.根据动量守恒定律有P二P‘,所以保龄球碰撞前的运动速度v.=2.7m/s.方法归纳由于碰撞过程都是在极短时间内完成的