碰撞(人教版選修3-碰撞(人教版選修3-5)5)

1、第十六章動(dòng)量守恒定律第十六章動(dòng)量守恒定律第第4節(jié)碰撞節(jié)碰撞 欄目鏈接欄目鏈接鳥擊落飛機(jī)鳥擊落飛機(jī)我們知道，運(yùn)動(dòng)是相對參考系而言的，當(dāng)鳥兒與飛我們知道，運(yùn)動(dòng)是相對參考系而言的，當(dāng)鳥兒與飛機(jī)相對而行時(shí)，雖然鳥兒的速度不是很大，但是飛機(jī)的飛機(jī)相對而行時(shí)，雖然鳥兒的速度不是很大，但是飛機(jī)的飛行速度很大，這樣對于飛機(jī)來說，鳥兒的速度就很大速行速度很大，這樣對于飛機(jī)來說，鳥兒的速度就很大速度越大，撞擊的力量就越大度越大，撞擊的力量就越大比如一只比如一只0.45 kg的鳥，撞在速度為的鳥，撞在速度為80 km/h的飛機(jī)上的飛機(jī)上時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生1 500 N的力，要是撞在速度為的力，要是撞在速度為9

2、60 km/h的飛的飛機(jī)上，那就要產(chǎn)生機(jī)上，那就要產(chǎn)生21.6105 N的力如果是一只的力如果是一只1.8 kg的的鳥撞在速度為鳥撞在速度為700 km/h的飛機(jī)上，產(chǎn)生的沖擊力比炮彈的的飛機(jī)上，產(chǎn)生的沖擊力比炮彈的 欄目鏈接欄目鏈接的沖擊力還要大，所以渾身是肉的鳥兒也能變成擊落飛機(jī)的沖擊力還要大，所以渾身是肉的鳥兒也能變成擊落飛機(jī)的的“炮彈炮彈” 1962年年11月，赫赫有名的月，赫赫有名的“子爵號(hào)子爵號(hào)”飛機(jī)正在美國飛機(jī)正在美國馬里蘭州伊利奧特布上空平穩(wěn)地飛行，突然一聲巨響，飛馬里蘭州伊利奧特布上空平穩(wěn)地飛行，突然一聲巨響，飛機(jī)從高空中栽了下來，事后發(fā)現(xiàn)釀成這場空中悲劇的罪魁機(jī)從高空中栽了

3、下來，事后發(fā)現(xiàn)釀成這場空中悲劇的罪魁禍?zhǔn)资且恢辉诳罩新肯璧奶禊Z禍?zhǔn)资且恢辉诳罩新肯璧奶禊Z 在我國也發(fā)生過類似的事情在我國也發(fā)生過類似的事情.1991年年10月月6日，海南海日，海南海口市樂東機(jī)場，海軍航空兵的一架口市樂東機(jī)場，海軍航空兵的一架“014號(hào)號(hào)”飛機(jī)騰空而起，飛機(jī)騰空而起，突然突然“砰砰”的一聲巨響，機(jī)體猛然一顫，飛行員發(fā)現(xiàn)左前的一聲巨響，機(jī)體猛然一顫，飛行員發(fā)現(xiàn)左前三三 欄目鏈接欄目鏈接角擋風(fēng)玻璃完全破碎，令人慶幸的是飛行員憑著頑強(qiáng)角擋風(fēng)玻璃完全破碎，令人慶幸的是飛行員憑著頑強(qiáng)的意志和嫻熟的技術(shù)使飛機(jī)平穩(wěn)地降落在跑道上，究的意志和嫻熟的技術(shù)使飛機(jī)平穩(wěn)地降落在跑道上，究其原因

4、是一只迎面飛來的小鳥其原因是一只迎面飛來的小鳥 瞬間的碰撞會(huì)產(chǎn)生巨大沖擊力的事例，不只瞬間的碰撞會(huì)產(chǎn)生巨大沖擊力的事例，不只發(fā)生在鳥與飛機(jī)之間，也可發(fā)生在雞與汽車之間發(fā)生在鳥與飛機(jī)之間，也可發(fā)生在雞與汽車之間 如果一只如果一只1.5 kg的雞與速度為的雞與速度為54 km/h的汽車相的汽車相撞時(shí)產(chǎn)生的力有撞時(shí)產(chǎn)生的力有2 800 N之多一次，一位汽車司機(jī)之多一次，一位汽車司機(jī)開車行駛在鄉(xiāng)間公路上，突然一只母雞受驚，猛然在開車行駛在鄉(xiāng)間公路上，突然一只母雞受驚，猛然在 欄目鏈接欄目鏈接車前跳起，結(jié)果沖破汽車前窗，一頭撞進(jìn)駕駛室，并使車前跳起，結(jié)果沖破汽車前窗，一頭撞進(jìn)駕駛室，并使司機(jī)受了傷，可以

5、說，汽車司機(jī)沒有被母雞撞死真算是司機(jī)受了傷，可以說，汽車司機(jī)沒有被母雞撞死真算是幸運(yùn)幸運(yùn) 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒m1v1若若m1m2，則有，則有v1_，v2_；若若m1m2，則有，則有v1_，v2_；若若m1m2，則有，則有v1_，v2_.(2)非彈性碰撞：如果碰撞過程中非彈性碰撞：如果碰撞過程中_，這，這樣的碰撞叫作非彈性碰撞若兩個(gè)物體碰撞后成為一個(gè)樣的碰撞叫作非彈性碰撞若兩個(gè)物體碰撞后成為一個(gè)整體，即它們相對整體，即它們相對_，這樣的碰撞叫作完全非彈，這樣的碰撞叫作完全非彈性碰撞，如上圖所示發(fā)生完全非彈性碰撞，則有動(dòng)量守性碰撞，如上圖所示發(fā)

6、生完全非彈性碰撞，則有動(dòng)量守恒恒m1v1_；碰撞損失機(jī)械能；碰撞損失機(jī)械能E_. 欄目鏈接欄目鏈接0v1v12v1v10機(jī)械能不守恒機(jī)械能不守恒靜止靜止(m1m2)v2對心碰撞和非對心碰撞對心碰撞和非對心碰撞(1)對心碰撞對心碰撞(正碰正碰)：兩個(gè)球在碰撞之前運(yùn)動(dòng)速度：兩個(gè)球在碰撞之前運(yùn)動(dòng)速度與兩球心連線在與兩球心連線在_上，碰撞之后兩球的速上，碰撞之后兩球的速度仍度仍_，這種碰撞稱為對心碰撞，即正，這種碰撞稱為對心碰撞，即正碰碰(2)非對心碰撞：兩個(gè)球在碰撞之前運(yùn)動(dòng)速度與非對心碰撞：兩個(gè)球在碰撞之前運(yùn)動(dòng)速度與兩球心連線兩球心連線_，碰撞之后兩球的，碰撞之后兩球的速度會(huì)速度會(huì)_原來兩球心的連線

7、，這樣的碰原來兩球心的連線，這樣的碰撞稱為非對心碰撞撞稱為非對心碰撞 欄目鏈接欄目鏈接同一條直線同一條直線在同一條直線上在同一條直線上不在同一條直線上不在同一條直線上偏離偏離3散射散射微觀粒子之間的作用力是微觀粒子之間的作用力是_力，它力，它們 之 間 的 碰 撞 與 宏 觀 物 體 不 同 ， 粒 子 相 互們 之 間 的 碰 撞 與 宏 觀 物 體 不 同 ， 粒 子 相 互_時(shí)并不發(fā)生直接接觸，因此微觀粒子的時(shí)并不發(fā)生直接接觸，因此微觀粒子的碰撞又叫作散射碰撞又叫作散射 欄目鏈接欄目鏈接保守保守接近接近 欄目鏈接欄目鏈接1 彈性碰撞和非彈性碰撞彈性碰撞和非彈性碰撞 欄目鏈接欄目鏈接 1彈

8、性碰撞彈性碰撞 在彈性力作用下，碰撞過程只產(chǎn)生機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，系在彈性力作用下，碰撞過程只產(chǎn)生機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)內(nèi)無機(jī)械能的損失的碰撞，稱為彈性碰撞統(tǒng)內(nèi)無機(jī)械能的損失的碰撞，稱為彈性碰撞舉例：通常情況下的鋼球、玻璃球等堅(jiān)硬物體之間的碰撞舉例：通常情況下的鋼球、玻璃球等堅(jiān)硬物體之間的碰撞及分子、原子等之間的碰撞皆可視為彈性碰撞及分子、原子等之間的碰撞皆可視為彈性碰撞 注注：彈性碰撞后的物體不發(fā)生永久性的形變，不裂成彈性碰撞后的物體不發(fā)生永久性的形變，不裂成碎片，不黏在一起，不發(fā)生熱傳遞及其他變化碎片，不黏在一起，不發(fā)生熱傳遞及其他變化 欄目鏈接欄目鏈接 2非彈性碰撞非彈性碰撞 (1)非彈性碰撞：受

9、非彈性力作用，使部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化非彈性碰撞：受非彈性力作用，使部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的碰撞稱為非彈性碰撞為內(nèi)能的碰撞稱為非彈性碰撞 (2)完全非彈性碰撞：是非彈性碰撞的特例，這種碰撞完全非彈性碰撞：是非彈性碰撞的特例，這種碰撞的特點(diǎn)是碰后黏在一起的特點(diǎn)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)，其動(dòng)能，其動(dòng)能損失最大損失最大 注：注：碰撞后發(fā)生永久性形變、黏在一起、摩擦生熱等碰撞后發(fā)生永久性形變、黏在一起、摩擦生熱等的碰撞往往為非彈性碰撞的碰撞往往為非彈性碰撞 3碰撞中的臨界問題碰撞中的臨界問題 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈

10、接變變 式式遷遷 移移 欄目鏈接欄目鏈接 1(2014大綱全國卷大綱全國卷)冰球運(yùn)動(dòng)員甲的質(zhì)量為冰球運(yùn)動(dòng)員甲的質(zhì)量為80 kg.當(dāng)他以當(dāng)他以5.0 m/s的速度向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，與另一質(zhì)量為的速度向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，與另一質(zhì)量為100 kg、速度為速度為3.0 m/s迎面而來的運(yùn)動(dòng)員乙相撞碰后甲恰好靜迎面而來的運(yùn)動(dòng)員乙相撞碰后甲恰好靜止，假設(shè)碰撞時(shí)間極短求：止，假設(shè)碰撞時(shí)間極短求： (1) 碰后乙的速度的大??；碰后乙的速度的大??； (2) 碰撞中總機(jī)械能的損失碰撞中總機(jī)械能的損失變變 式式遷遷 移移 欄目鏈接欄目鏈接變變 式式遷遷 移移 欄目鏈接欄目鏈接 答案：答案：(1)1.0 m/s(2)1 400 J

11、 點(diǎn)評：點(diǎn)評：本題考查了動(dòng)量守恒和能量守恒的綜合，本題考查了動(dòng)量守恒和能量守恒的綜合，難度不大，在運(yùn)用動(dòng)量守恒定律解題時(shí)，知道動(dòng)量守難度不大，在運(yùn)用動(dòng)量守恒定律解題時(shí)，知道動(dòng)量守恒的表達(dá)式是矢量式，需注意速度的方向恒的表達(dá)式是矢量式，需注意速度的方向1對心碰撞對心碰撞兩球碰撞時(shí)，碰撞之前球的運(yùn)動(dòng)速度與兩球心的連兩球碰撞時(shí)，碰撞之前球的運(yùn)動(dòng)速度與兩球心的連線在同一條直線上，碰撞之后兩球的速度仍沿著這條直線在同一條直線上，碰撞之后兩球的速度仍沿著這條直線，這種碰撞稱為對心碰撞，也叫正碰線，這種碰撞稱為對心碰撞，也叫正碰注：注：發(fā)生對心碰撞的兩物體，碰撞前后的速度都沿發(fā)生對心碰撞的兩物體，碰撞前后的

12、速度都沿同一條直線，它們的動(dòng)量也都沿這條直線，在這個(gè)方向同一條直線，它們的動(dòng)量也都沿這條直線，在這個(gè)方向上動(dòng)量守恒上動(dòng)量守恒2非對心碰撞非對心碰撞 欄目鏈接欄目鏈接2 對心碰撞和非對心碰撞對心碰撞和非對心碰撞 欄目鏈接欄目鏈接 兩球碰撞時(shí)，碰撞之前的運(yùn)動(dòng)速度與兩球心的連兩球碰撞時(shí)，碰撞之前的運(yùn)動(dòng)速度與兩球心的連線不在同一條直線上，碰撞之后兩球的速度都會(huì)偏離線不在同一條直線上，碰撞之后兩球的速度都會(huì)偏離原來兩球心的連線這種碰撞稱為非對心碰撞，也叫原來兩球心的連線這種碰撞稱為非對心碰撞，也叫斜碰斜碰也有遵循動(dòng)量守恒定律的，但情況較復(fù)雜，斜碰斜碰也有遵循動(dòng)量守恒定律的，但情況較復(fù)雜，中學(xué)階段不作要求

13、中學(xué)階段不作要求 注：注：發(fā)生非對心碰撞的兩個(gè)小球，可以將小球速發(fā)生非對心碰撞的兩個(gè)小球，可以將小球速度沿球心連線和垂直球心連線兩個(gè)方向分解，在這兩度沿球心連線和垂直球心連線兩個(gè)方向分解，在這兩個(gè)方向上應(yīng)用動(dòng)量守恒定律列式求解個(gè)方向上應(yīng)用動(dòng)量守恒定律列式求解 欄目鏈接欄目鏈接 例例2甲、乙兩球在水平光滑軌道上向同方向運(yùn)動(dòng)，甲、乙兩球在水平光滑軌道上向同方向運(yùn)動(dòng)，已知它們的動(dòng)量分別是已知它們的動(dòng)量分別是p15 kgm/s，p27 kgm/s，甲從后面追上乙并發(fā)生碰撞，碰后乙球的動(dòng)量變?yōu)榧讖暮竺孀飞弦也l(fā)生碰撞，碰后乙球的動(dòng)量變?yōu)?0 kgm/s，則兩球質(zhì)量，則兩球質(zhì)量m1與與m2間的關(guān)系可能是下面的哪間的關(guān)系可能是下面的哪幾種？幾種？() Am1m2B2m1m2 C4m1m2 D6m1m2 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 在粒子物理和核物理中，常常使一束粒子射入在粒子物理和核物理中，常常使一束粒子射入物體，粒子與物體中的微粒碰撞這些微觀粒子相互物體，粒子與物體中的微粒碰撞