陜西省安康市石泉縣高中物理 第1章 碰撞與動(dòng)量守恒 1.4 美妙的守恒定律課件 滬科版選修3-5.ppt

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第一章碰撞與動(dòng)量守恒,,第４節(jié)美妙的守恒定律,3.加深對(duì)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律的理解，能運(yùn)用這兩個(gè)定律解決一些實(shí)際問題。,2.了解正碰和斜碰。,1.了解彈性碰撞、非彈性碰撞和完全非彈性碰撞。會(huì)用動(dòng)量、能量的觀點(diǎn)綜合分析、解決一維碰撞問題。,說明:這個(gè)碰撞過程中沒有能量損失，,,,碰撞過程能量守恒,,一個(gè)鋼球與另一個(gè)靜止的鋼球相碰，如果兩個(gè)鋼球的質(zhì)量相等，第一個(gè)鋼球停止運(yùn)動(dòng)，第二個(gè)鋼球能擺到同樣的高度。,碰撞過程動(dòng)量守恒,問題1：觀察、思考這個(gè)過程有哪些守恒與不變？,問題2：觀察、思考,不同類型碰撞的過程有什么規(guī)律？,彈性碰撞,在物理學(xué)中，把動(dòng)量和動(dòng)能都守恒的碰撞叫做彈性碰撞。,非彈性碰撞,如果碰撞過程中動(dòng)能不守恒，這樣的碰撞叫做非彈性碰撞。,完全非彈性碰撞,碰撞的特點(diǎn)是碰后粘在—起(或碰后具有共同的速度)，其動(dòng)能損失最大。,——是非彈性碰撞的特例,問題3：實(shí)驗(yàn)探究——彈性碰撞的規(guī)律如何？,試驗(yàn)1:質(zhì)量相等的兩個(gè)鋼球的碰撞,試驗(yàn)2:質(zhì)量不相等的兩個(gè)鋼球的碰撞,,,,,,,,根據(jù)動(dòng)量守恒定律,彈性碰撞機(jī)械能守恒,碰撞后兩個(gè)物體的速度,物體m1以速度v1與原來靜止的物體m2發(fā)生彈性碰撞，碰撞后它們的速度分別為v1’和v2’。用m1、m2、v1表示v1’和v2’的公式。,問題4：試運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析彈性碰撞？,將A和B看作系統(tǒng)：,碰撞過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒,彈性碰撞中沒有機(jī)械能損失,,,,,若v2=0時(shí)，結(jié)論與前面的是否相同？,若在一光滑水平面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1、m2的剛性小球A和B，以初速度v1、v2運(yùn)動(dòng)，若它們能發(fā)生碰撞（為一維彈性碰撞），碰撞后它們的速度分別為v’1和v’2分別是多大？,理論分析,問題5：試運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)一步分析彈性碰撞？,1．正碰兩球碰撞時(shí)，碰撞之前球的運(yùn)動(dòng)速度與兩球心的連線在同—條直線上，碰撞之后兩球的速度仍沿著這條直線，這種碰撞稱為正碰。注意：發(fā)生對(duì)心碰撞的兩個(gè)物體，碰撞前后的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)方向上動(dòng)量守恒。2．斜碰兩球碰撞時(shí)，碰撞之前的運(yùn)動(dòng)速度與兩球心的連線不在同—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。這種碰撞稱為斜碰。斜碰也遵循動(dòng)量守恒定律，但情況較復(fù)雜，中學(xué)階段不作要求。,思考與討論,A球以速度v1與同樣質(zhì)量且處于靜止的B球碰撞。已知碰撞后B球的速度如圖，請(qǐng)你畫出碰撞后A球的速度。,,,問題6：閱讀課本，你你多學(xué)了那些知識(shí)？,正碰,斜碰,問題7：你能根據(jù)碰撞情況，給碰撞進(jìn)行分類嗎？,,守恒定律本質(zhì)上是某種物理量保持不變,自然界中的四大基本守恒定律,能量守恒定律,動(dòng)量守恒定律,質(zhì)量守恒定律,電荷守恒定律,,,物理的美反映的是一個(gè)真實(shí)的世界,問題8：你知道守恒與不變有哪些嗎？,,鐳(Ra)原子核是不穩(wěn)定的，它有88個(gè)質(zhì)子和138個(gè)中子，會(huì)自發(fā)地以一定速度放出一個(gè)α粒子(α粒子含有2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子)，然后變?yōu)殡?Rn)原子核。若質(zhì)子和中子的質(zhì)量相等，α粒子在離開鐳原子核時(shí)具有1.5107m/s的速度，試求氡原子核具有的速度。,α粒子m1,氡(Rn)m2,,鐳(Ra)m,審題指導(dǎo),,,,,,鐳(Ra)、α粒子、氡(Rn)的質(zhì)量數(shù)守恒,,一個(gè)質(zhì)子或中子的質(zhì)量為m0,,88m0+138m0=226m0,2m0+2m0=4m0,226m0-4m0=222m0,,,,,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,,電荷數(shù)守恒,問題9：題中有哪些守恒與不變？,總能量守恒,鐳(Ra)原子核是不穩(wěn)定的，它有88個(gè)質(zhì)子和138個(gè)中子，會(huì)自發(fā)地以一定速度放出一個(gè)α粒子(α粒子含有2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子)，然后變?yōu)殡?Rn)原子核。若質(zhì)子和中子的質(zhì)量相等，α粒子在離開鐳原子核時(shí)具有1.5107m/s的速度，試求氡原子核具有的速度。,α粒子m1,氡(Rn)m2,鐳(Ra)m,226m0,4m0,222m0,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,解析,負(fù)號(hào)表示氡原子核與α粒子的速度方向相反,問題9：題中有哪些守恒與不變？,問題10：物體間碰撞的物理本質(zhì)的區(qū)別是什么呢？,,,,質(zhì)量m1=10g的小球在光得的水平面上以v1=30cm／s的速度向右運(yùn)動(dòng)，恰遇上質(zhì)量m2=50g的小球以v2=10cm／s的速度向左運(yùn)動(dòng)。碰撞后，小球m2恰好靜止。那么碰撞后小球m1的速度多大?方向如何?,解析,典例精析1,規(guī)定向右為正，,由動(dòng)量守恒定律,負(fù)號(hào)說明方向向左,在細(xì)線下吊著一個(gè)質(zhì)量為M的木塊,構(gòu)成一個(gè)單擺,擺長(zhǎng)為l。一顆質(zhì)量為m的子彈水平射入木塊，最后留在木塊中，隨木塊一起擺動(dòng)。已知木塊擺動(dòng)時(shí)擺線的最大偏角是θ。求子彈射入木塊前的速度。,-(m+M)gL(1-cosθ)=0-(m+M)v2/2,瞬間打擊和共同運(yùn)動(dòng)兩過程,典例精析2,解析,設(shè)子彈射入木塊前速度v0.射入過程木塊視為不動(dòng)，共同速度v.,從最低點(diǎn)到最高點(diǎn),機(jī)械能守恒（動(dòng)能定理）,由動(dòng)量守恒定律：mv0=(m+M)v,解得,,,如圖所示，物體A靜止在光滑的水平面上，A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧，與A質(zhì)量相等的物體B以速度v向A運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞，A、B始終沿同一直線運(yùn)動(dòng)，則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)能損失最大的時(shí)刻是()A．A開始運(yùn)動(dòng)時(shí)B．A的速度等于v時(shí)C．B的速度等于零時(shí)D．A和B的速度相等時(shí),D,解析,,1.AB系統(tǒng)動(dòng)能損失最大的時(shí)刻，即彈性勢(shì)能最大的時(shí)刻。,2.AB等速時(shí)，彈簧壓縮最短，彈性勢(shì)能最大。,課堂訓(xùn)練1,,課堂訓(xùn)練2,兩球A、B在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運(yùn)動(dòng)，mA＝1kg，mB＝2kg，vA＝6m/s，vB＝2m/s，當(dāng)球A追上B并發(fā)生碰撞后，兩球A、B速度的可能值是(取兩球碰撞前的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎?()A．vA′＝5m/s，vB′＝2.5m/sB．vA′＝2m/s，vB′＝4m/sC．vA′＝－4m/s，vB′＝7m/sD．vA′＝7m/s，vB′＝1.5m/s,P=mAvA+mBvB=10kg.m/s,解析,1.碰撞前后動(dòng)量守恒,碰撞后,PA’=PB’=PC’=PD’=10kg.m/s,碰撞前,2.如碰撞后向同方向運(yùn)動(dòng)，則后面物體的速度不能大于前面物體的速度．,排除AD,即碰撞后：A的速度減小，或反向，,B的速度增大,3.系統(tǒng)的總動(dòng)能不能增加,排除C,B,再見,