美妙的守恒定律物理选修ppt课件.ppt

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1、1.4美妙的守恒定律动量守恒在碰撞中的应用生活中的各种碰撞现象打台球撞车两个物体在极短时间内发生相互作用，这种情况称为碰撞。由于作用时间极短，一般都满足内力远大于外力，所以可以认为系统的动量守恒。碰撞的概念有趣的弹性碰撞一弹性碰撞中动量守恒动能也守恒有趣的弹性碰撞二有趣的弹性碰撞三碰撞的形式2、按动能有无损失分: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: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。非弹性碰撞:完全非弹性碰撞:两个物体碰撞后结为一体，系统的动能减

2、少最多1、正碰：碰撞时速度沿着连心线方向。斜碰：碰撞前的相对速度方向不在两球的连心线上一、弹性碰撞研究:1、过程说明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、动能增大形变消失时，势能为零、动能最大碰撞的研究能量关系式动量关系式2、定量计算V1V2=0一个物体与另一原来静止的物体发生弹性正碰讨论3、结果讨论完全弹性碰撞四完全弹性碰撞五碰撞过程中系统动量守恒碰撞中没有机械能损失若v2=0时，结论与前面的是否相同？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v

3、1/和v2/分别是多大？讨论（4）碰撞后B相对于A的速度与碰撞前B相对于A的速度大小相等，方向相反解得：二、非弹性碰撞：一个物体与另一原来静止的物体碰撞V1V21、一般情形：2、完全非弹性碰撞：V1V2v2=0的完全非弹性碰撞：记住结论应用实例——中子的发现1928年德国物理学家玻特用粒子去轰击轻金属铍（Be）时，发现有一种贯穿力很强的中性射线，当时他认为是射线。后来约里奥·居里夫妇进行类似的实验，用玻特发现的射线去轰击石蜡，结果从石蜡中打出了质子流，约里奥·居里夫妇也认为是射线撞击氢原子核的结果。直到1932年，卢瑟福的学生、英国物理学家查得威克研究了这种中性射线，测出它的速度不到

4、光速的10%，从而否定了这种中性射线是，查得威克认为要确定这种中性射线究竟是什么，就必须测出它的质量。查得威克用这种中性射线与质量已知的氢核和氮核分别发生碰撞，并认为这种碰撞是完全弹性的，他在实验中测出了碰撞后氢核和氮核的速度，于是就可以用动量守恒定律和能量守恒定律求这种中性粒子的质量。设中性粒子的质量为m，碰前速率为，碰后速率为，氢核的质量为mH，碰前速度为零，碰后速率为，则对氮原子核由上述两个蓝色表达式可解得：查得威克在实验中测出由此解得这种中性粒子的质量与氢核（即质子）的质量相同，因其不带电，故称之为中子。作业课本22页1、2、3题三、解决碰撞问题须同时遵守的三个原则:3.物理

5、情景可行性原则碰撞前：碰撞后：在前物体的速度一定不小于在后物体的速度2.动能不增加的原则1.系统动量守恒原则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:例动量分别为5kgm/s和6kgm/s的小球A、B沿光滑平面上的同一条直线同向运动，A追上B并发生碰撞后。若已知碰撞后A的动量减小了2kgm/s，而方向不变，那么A、B质量之比的可能范围是什么？由以上不等式组解得：解析：A能追上B，说明碰前vA>vB,碰后A的速度不大于B的速度

6、：又因为碰撞过程系统动能不会增加：题型一对碰撞遵循原则的考查碰后A的为：3kgm/s，B的动量为8kgm/s练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.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

7、有A正确了能量不增加的原则例3、如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一条直线上运动，两球质量关系mB=2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6kg·m/s。运动中两球发生碰撞，碰撞后，A球动量的增量为-4kg·m/s，则（）A．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2:5B．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1:10两球