美妙的守恒定律物理选修

《美妙的守恒定律物理选修》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、§1.4美妙的守恒定律碰撞中物体的相互作用时间极短，相互作用力极大，即内力远大于外力一、碰撞中动量守恒2.非对心碰撞:碰撞前后物体不在同一条直线上运动,且碰撞后速度都偏离原来方向.也称为斜碰。二、对心碰撞与非对心碰撞1.对心碰撞:碰撞前后物体在同一条直线上运动，也叫正碰.三、弹性碰撞与非弹性碰撞1、概念：碰撞中的相互作用力存在摩擦力或介质阻力，碰撞中有内能或其它形式能的产生，相互作用后，系统的动能减少。碰撞中的相互作用力是弹力、电场力，碰撞中只有物体间动能、势能的转化，相互作用前后，系统的动能保持不变。弹性碰撞:非弹性碰撞

2、:完全非弹性碰撞:两个物体碰撞后结为一体，系统的动能减少最多2、弹性碰撞研究:V1V2=0光滑弹性碰撞压缩阶段恢复阶段动能减小、势能增大速度相等时动能最小、势能最大势能减小、动能增大形变完全消失时势能为零、动能最大V1V2=0光滑能量关系式3、非弹性碰撞：V1V2光滑4、完全非弹性碰撞：V1V2光滑碰撞的分类按碰撞前后速度方向的关系分正碰斜碰按能量损失的情况分弹性碰撞：非弹性碰撞：完全非弹性碰撞：动量守恒，动能没有损失动量守恒，动能有损失m1v1+m2v2=(m1+m2)v,动能损失最大总结:三、散射--微观粒子的碰撞粒子

3、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。碰撞的规律:1.遵循动量守恒定律:2.能量不会增加.3.物体位置不突变.4.碰撞只发生一次.内力远大于外力.只有弹性碰撞的动能守恒.但速度可以突变.在没有外力的情况下,不是分离就是共同运动.总结:(碰撞过程两物体产生的位移可忽略)练习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

4、.pA'=6kg·m/s,pB'=6kg·m/sB.pA'=3kg·m/s,pB'=9kg·m/sC.pA'=－2kg·m/s,pB'=14kg·m/sD.pA'=－4kg·m/s,pB'=17kg·m/sA分析:碰撞动量守恒,知:A·B·C都满足.，知:A·B·C也都满足.总动能不能增加，即得:只有A正确了【例3】如图5-4-1所示，甲车质量m1=20kg，车上有质量M=50kg的人，甲车（连同车上的人）从足够长的斜坡上高h=0.45m处由静止滑下，到水平面上后继续向前滑动，此时质量m2=50kg的乙车正以v0=1.8m

5、/s的速度迎面滑来，为了避免两车相撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳到乙车上，求人跳出甲车的水平速度（相对地面）应在什么范围内？不计地面和斜坡的摩擦.（g=10m/s2）【解析】甲车（包括人）滑下斜坡后速度：v==3m/s.在人跳离甲车和人跳上乙车过程中各自动量守恒，设人跳离甲车和跳上乙车后，两车的速度分别为v′甲和v′乙，则：（M+m1）v甲=Mv+m1v′甲……①Mv-m2v0=(M+m2)v′乙……②恰不发生相撞的条件为：v′甲=±v′乙……③从①得：v′甲=[（M+m1）v甲-Mv]/m1，从②得：v′乙=[Mv

6、-m2v0]/(M+m2).当v′甲=v′乙时，(Mv-m2v0)/(M+m2)=-[(M+m1)v甲-m乙]/m1时，得v=3.8m/s；当v′甲=-v′乙时，有[(m+m2)v甲-Mv]/m1=(m2V0-mv)/(M+m2)，得v=4.8m/s.所以人跳离甲车的速度（对地）应满足3.8m/s≤v≤4.8m/s.例2一块质量为M=0.98kg的木块静置于光滑水平面上，一颗质量m=0.02kg的子弹以v0=100m/s的水平速度射向木块，如果子弹射入木块后所受的相互作用阻力f=490N，则木块厚度d至少应有多大才能不被子

7、弹射穿分析：子弹射入木块后，以子弹和木块组成的系统为研究对象，则系统除了子弹与木块的相互作用力f以外，系统不受任何外力冲量（相互作用力f是一对内力，这一对内力的冲量之和为零），因此系统水平动量应该守恒．子弹没有射穿木块，表明系统的终态应是子弹与木块保持相对静止，二者以共同的末速度vt向前运动．这是典型的完全非弹性相同时，子弹就与木块保持相对静上，此时子弹在木块中射入的深度就是子弹与木块相对运动的距离d，如图所示．在此过程中，子弹m的对解：以子弹m和木块M组成的物体系统为研究对象，运用动量守恒定律，则有对m和M分别运用动能定

8、理，则有同时考虑到fM=fm=f，将上两式相加，则有答；木材厚度至少应有0．2m，才能不被子弹射穿．方法2说明：1．如果木材厚度L＜d，则子弹射穿木块后还有相对于木d处即达到相对静止，子弹未能到达图4-1中所示的木块的右近缘．如果＜100m/s，则子弹不能射穿木块．2．在子弹射进木块的过程中，M和m组成