碰撞(人教版选修3-碰撞(人教版选修3-5)5).ppt

第十六章　动量守恒定律第十六章　动量守恒定律第第4节　碰　　撞节　碰　　撞 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接鸟击落飞机鸟击落飞机我我们们知知道道，，运运动动是是相相对对参参考考系系而而言言的的，，当当鸟鸟儿儿与与飞飞机机相相对对而而行行时时，，虽虽然然鸟鸟儿儿的的速速度度不不是是很很大大，，但但是是飞飞机机的的飞飞行行速速度度很很大大，，这这样样对对于于飞飞机机来来说说，，鸟鸟儿儿的的速速度度就就很很大大．．速速度度越大，撞击的力量就越大．越大，撞击的力量就越大．比比如如一一只只0.45 kg的的鸟鸟，，撞撞在在速速度度为为80 km/h的的飞飞机机上上时时，，就就会会产产生生1 500 N的的力力，，要要是是撞撞在在速速度度为为960 km/h的的飞飞机机上上，，那那就就要要产产生生21.6×105 N的的力力．．如如果果是是一一只只1.8 kg的的鸟鸟撞在速度为撞在速度为700 km/h的飞机上，产生的冲击力比炮弹的的飞机上，产生的冲击力比炮弹的 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接的的冲冲击击力力还还要要大大，，所所以以浑浑身身是是肉肉的的鸟鸟儿儿也也能能变变成成击击落落飞飞机机的的“炮弹炮弹”．． 1962年年11月月，，赫赫赫赫有有名名的的“子子爵爵号号”飞飞机机正正在在美美国国马马里里兰兰州州伊伊利利奥奥特特布布上上空空平平稳稳地地飞飞行行，，突突然然一一声声巨巨响响，，飞飞机机从从高高空空中中栽栽了了下下来来，，事事后后发发现现酿酿成成这这场场空空中中悲悲剧剧的的罪罪魁魁祸首是一只在空中慢慢翱翔的天鹅．祸首是一只在空中慢慢翱翔的天鹅． 在在我我国国也也发发生生过过类类似似的的事事情情.1991年年10月月6日日，，海海南南海海口口市市乐乐东东机机场场，，海海军军航航空空兵兵的的一一架架“014号号”飞飞机机腾腾空空而而起起，，突突然然“砰砰”的的一一声声巨巨响响，，机机体体猛猛然然一一颤颤，，飞飞行行员员发发现现左左前前三三 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接角角挡挡风风玻玻璃璃完完全全破破碎碎，，令令人人庆庆幸幸的的是是飞飞行行员员凭凭着着顽顽强强的的意意志志和和娴娴熟熟的的技技术术使使飞飞机机平平稳稳地地降降落落在在跑跑道道上上，，究究其原因是一只迎面飞来的小鸟．其原因是一只迎面飞来的小鸟． 瞬瞬间间的的碰碰撞撞会会产产生生巨巨大大冲冲击击力力的的事事例例，，不不只只发生在鸟与飞机之间，也可发生在鸡与汽车之间．发生在鸟与飞机之间，也可发生在鸡与汽车之间． 如如果果一一只只1.5 kg的的鸡鸡与与速速度度为为54 km/h的的汽汽车车相相撞撞时时产产生生的的力力有有2 800 N之之多多．．一一次次，，一一位位汽汽车车司司机机开车行驶在乡间公路上，突然一只母鸡受惊，猛然在开车行驶在乡间公路上，突然一只母鸡受惊，猛然在 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接车车前前跳跳起起，，结结果果冲冲破破汽汽车车前前窗窗，，一一头头撞撞进进驾驾驶驶室室，，并并使使司司机机受受了了伤伤，，可可以以说说，，汽汽车车司司机机没没有有被被母母鸡鸡撞撞死死真真算算是是幸运．幸运． 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接机械能守恒机械能守恒m1v1①①若若m1＝＝m2，则有，则有v1′＝＝______，，v2′＝＝______；；②②若若m1≫≫m2，则有，则有v1′＝＝______，，v2′＝＝______；；③③若若m1≪≪m2，则有，则有v1′＝＝______，，v2′＝＝______.(2)非非弹弹性性碰碰撞撞：：如如果果碰碰撞撞过过程程中中____________，，这这样样的的碰碰撞撞叫叫作作非非弹弹性性碰碰撞撞．．若若两两个个物物体体碰碰撞撞后后成成为为一一个个整整体体，，即即它它们们相相对对________，，这这样样的的碰碰撞撞叫叫作作完完全全非非弹弹性性碰碰撞撞，，如如上上图图所所示示发发生生完完全全非非弹弹性性碰碰撞撞，，则则有有动动量量守守恒恒 m1v1＝＝ ____________；； 碰碰 撞撞 损损 失失 机机 械械 能能 ΔE＝＝______________. 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接0v1　　v12v1－－v10机械能不守恒机械能不守恒静止静止(m1＋＋m2)v　　2．对心碰撞和非对心碰撞．．对心碰撞和非对心碰撞．(1)对对心心碰碰撞撞(正正碰碰)：：两两个个球球在在碰碰撞撞之之前前运运动动速速度度与与两两球球心心连连线线在在____________上上，，碰碰撞撞之之后后两两球球的的速速度度仍仍______________，，这这种种碰碰撞撞称称为为对对心心碰碰撞撞，，即即正碰．正碰．(2)非非对对心心碰碰撞撞：：两两个个球球在在碰碰撞撞之之前前运运动动速速度度与与两两球球心心连连线线____________________，，碰碰撞撞之之后后两两球球的的速速度度会会______________原原来来两两球球心心的的连连线线，，这这样样的的碰碰撞称为非对心碰撞．撞称为非对心碰撞． 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接同一条直线同一条直线在同一条直线上在同一条直线上不在同一条直线上不在同一条直线上偏离偏离3．散射．．散射．微微观观粒粒子子之之间间的的作作用用力力是是____________力力，，它它们们之之间间的的碰碰撞撞与与宏宏观观物物体体不不同同，，粒粒子子相相互互____________时时并并不不发发生生直直接接接接触触，，因因此此微微观观粒粒子子的的碰碰撞撞又又叫叫作作散散射．射． 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接保守保守接近接近 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接1 弹性碰撞和非弹性碰撞弹性碰撞和非弹性碰撞 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接 1．弹性碰撞．．弹性碰撞． 在在弹弹性性力力作作用用下下，，碰碰撞撞过过程程只只产产生生机机械械能能的的转转移移，，系系统内无机械能的损失的碰撞，称为弹性碰撞．统内无机械能的损失的碰撞，称为弹性碰撞．举举例例：：通通常常情情况况下下的的钢钢球球、、玻玻璃璃球球等等坚坚硬硬物物体体之之间间的的碰碰撞撞及分子、原子等之间的碰撞皆可视为弹性碰撞．及分子、原子等之间的碰撞皆可视为弹性碰撞． 注注：：弹弹性性碰碰撞撞后后的的物物体体不不发发生生永永久久性性的的形形变变，，不不裂裂成成碎片，不黏在一起，不发生热传递及其他变化．碎片，不黏在一起，不发生热传递及其他变化． 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接 2．非弹性碰撞．．非弹性碰撞． (1)非弹性碰撞：受非弹性力作用，使部分机械能转非弹性碰撞：受非弹性力作用，使部分机械能转化为内能的碰撞称为非弹性碰撞．化为内能的碰撞称为非弹性碰撞． (2)完全非弹性碰撞：是非弹性碰撞的特例，这种碰完全非弹性碰撞：是非弹性碰撞的特例，这种碰撞的特点是碰后黏在一起撞的特点是碰后黏在一起(或碰后具有共同的速度或碰后具有共同的速度)，其动，其动能损失最大．能损失最大． 注：注：碰撞后发生永久性形变、黏在一起、摩擦生热等碰撞后发生永久性形变、黏在一起、摩擦生热等的碰撞往往为非弹性碰撞．的碰撞往往为非弹性碰撞． 3．碰撞中的临界问题．．碰撞中的临界问题． 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接变变 式式迁迁 移移 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接 1．．(2014·大纲全国卷大纲全国卷)冰球运动员甲的质量为冰球运动员甲的质量为80 kg.当他以当他以5.0 m/s的速度向前运动时，与另一质量为的速度向前运动时，与另一质量为100 kg、速度为、速度为3.0 m/s迎面而来的运动员乙相撞．碰后甲恰迎面而来的运动员乙相撞．碰后甲恰好静止，假设碰撞时间极短．求：好静止，假设碰撞时间极短．求： (1) 碰后乙的速度的大小；碰后乙的速度的大小； (2) 碰撞中总机械能的损失．碰撞中总机械能的损失．变变 式式迁迁 移移 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接变变 式式迁迁 移移 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接 答案：答案：(1)1.0 m/s　　(2)1 400 J 点评：点评：本题考查了动量守恒和能量守恒的综合，本题考查了动量守恒和能量守恒的综合，难度不大，在运用动量守恒定律解题时，知道动量守难度不大，在运用动量守恒定律解题时，知道动量守恒的表达式是矢量式，需注意速度的方向．恒的表达式是矢量式，需注意速度的方向．1．对心碰撞．．对心碰撞．两两球球碰碰撞撞时时，，碰碰撞撞之之前前球球的的运运动动速速度度与与两两球球心心的的连连线线在在同同一一条条直直线线上上，，碰碰撞撞之之后后两两球球的的速速度度仍仍沿沿着着这这条条直直线，这种碰撞称为对心碰撞，也叫正碰．线，这种碰撞称为对心碰撞，也叫正碰．注注：：发发生生对对心心碰碰撞撞的的两两物物体体，，碰碰撞撞前前后后的的速速度度都都沿沿同同一一条条直直线线，，它它们们的的动动量量也也都都沿沿这这条条直直线线，，在在这这个个方方向向上动量守恒．上动量守恒．2．非对心碰撞．．非对心碰撞． 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接2 对心碰撞和非对心碰撞对心碰撞和非对心碰撞 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接 两两球球碰碰撞撞时时，，碰碰撞撞之之前前的的运运动动速速度度与与两两球球心心的的连连线线不不在在同同一一条条直直线线上上，，碰碰撞撞之之后后两两球球的的速速度度都都会会偏偏离离原原来来两两球球心心的的连连线线．．这这种种碰碰撞撞称称为为非非对对心心碰碰撞撞，，也也叫叫斜斜碰碰．．斜斜碰碰也也有有遵遵循循动动量量守守恒恒定定律律的的，，但但情情况况较较复复杂杂，，中学阶段不作要求．中学阶段不作要求． 注注：：发发生生非非对对心心碰碰撞撞的的两两个个小小球球，，可可以以将将小小球球速速度度沿沿球球心心连连线线和和垂垂直直球球心心连连线线两两个个方方向向分分解解，，在在这这两两个方向上应用动量守恒定律列式求解．个方向上应用动量守恒定律列式求解． 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接 例例2　　甲甲、、乙乙两两球球在在水水平平光光滑滑轨轨道道上上向向同同方方向向运运动动，，已已知知它它们们的的动动量量分分别别是是p1＝＝5 kg·m/s，，p2＝＝7 kg·m/s，，甲甲从从后后面面追追上上乙乙并并发发生生碰碰撞撞，，碰碰后后乙乙球球的的动动量量变变为为10 kg·m/s，，则则两两球球质质量量m1与与m2间间的的关关系系可可能能是是下下面面的的哪哪几种？几种？(　　　　) A．．m1＝＝m2　　　　　　　　　　　　B．．2m1＝＝m2 C．．4m1＝＝m2 D．．6m1＝＝m2 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接 在在粒粒子子物物理理和和核核物物理理中中，，常常常常使使一一束束粒粒子子射射入入物物体体，，粒粒子子与与物物体体中中的的微微粒粒碰碰撞撞．．这这些些微微观观粒粒子子相相互互接接近近时时并并不不发发生生直直接接接接触触，，这这种种微微观观粒粒子子的的碰碰撞撞叫叫作作散射．散射． 由由于于粒粒子子与与物物质质微微粒粒发发生生对对心心碰碰撞撞的的概概率率很很小小，，所以多数粒子在碰撞后飞向四面八方．所以多数粒子在碰撞后飞向四面八方．3 散射散射 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接变变 式式迁迁 移移 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接变变 式式迁迁 移移 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接变变 式式迁迁 移移 情景切入情景切入 课前导读课前导读 知识解惑知识解惑 栏栏目目链链接接。