动量守恒定律的应用二.ppt
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1、动量守恒定律 的应用(二),碰撞和反冲专题.,碰 撞,一碰撞:,、碰撞:碰撞是指相对运动的物体相遇时,在极短的时间内它们的运动状态发生了显著的变化的过程。,2.“碰撞过程”的特征,(1).经历的时间极短,通常情况下,碰撞所经历的时间在整个力学过程中都是可以忽略的;,(2).碰撞双方相互作用的内力往往是远大于来自外部物体的作用力,(3)碰撞过程两物体产生的位移可忽略,3.“碰撞过程”的制约,动量制约(系统动量守恒的原则):即碰撞过程必须受到“动量守恒定律的制约”;,动能制约:即在碰撞过程,碰撞双方的总动能不会增加;,运动制约:即碰撞过程还将受到运动的合理性要求的制约(碰前、碰后两个物体的位置关系
2、(不穿越)和速度大小应保证其顺序合理。),比如,某物体向右运动,被后面物体迫及而碰撞后,其运动速度只会增大而不应该减小。,5.在碰撞和爆炸现象中,一般都满足内力远大于外力,故可以用动量守恒定律处理。,6.“碰撞过程”的推广,相互作用的双方在相互作用过程中系统所受到的合外力为零时,我们可以将这样的过程视为“广义的碰撞过程”加以处理。,二碰撞的几种类型:,1. 弹性碰撞,(1)两物体碰后很短时间内分开,能量(动能)无损失,称为弹性碰撞;,(2)动量守恒,动能没有损失,(3)弹性碰撞公式,(4)对弹性碰撞的讨论,由动量守恒得:,m1V0= m1V1 + m2V2 (1),由系统动能无损失,联立式得:
3、,a.当m1m2时,v1=0; v2=v1,质量相等,交换速度;,b.当m1m2时, v10 ; v20,大碰小,一起跑;,c.当m1m2时, v10 ; v20,小碰大,要反弹。,d.当m1m2时, v1 v1 ; v2 2v1,e.当m1m2时, v1 v1 ; v2 0,2.完全非弹性碰撞,(1)两物体碰后合为一体,以共同的速度运动,称为完全非弹性碰撞,此类碰撞能量(动能)损失最多;,(2)动量守恒,动能损失最大.,(3)A、B最终的共同速度为:,(4)系统的动能损失最大,为:,3.非弹性碰撞,(1)两物体碰后虽然分开,但碰撞时间较长,能量(动能)有损失。,(2)动量守恒,动能有损失.,
4、A C,例2.如图所示,光滑水平面上质量为m1=2kg的物块以v0=2m/s的初速冲向质量为m2=6kg静止的光滑圆弧面斜劈体。求: (1)物块m1滑到最高点位置时,二者的速度; (2)物块m1从圆弧面滑下后,二者速度 (3)若m1= m2物块m1从圆弧面滑下后,二者速度,解:(1)由动量守恒得,m1V0=(m1+m2)V,V= m1V0 / (m1+m2) =0.5m/s,(2)由弹性碰撞公式,(3)质量相等的两物体弹性碰撞后交换速度, v1 = 0 v2=2m/s,练习1.如图所示,质量为m的小车静止于光滑水平面上,车上有一光滑的弧形轨道,另一质量为m的小球以水平初速沿轨道的右端的切线方向
5、进入轨道,则当小球再次从轨道的右端离开轨道后,将作( ) A向左的平抛运动; B向右的平抛运动; C自由落体运动; D无法确定.,分析与解 以球和小车的构成的系统为研究对象,由于水平方向无外力,因此,系统的水平动量守恒.即,mv0mv1mv2,考虑到没有摩擦力作用,故系统的机械能守恒,于是又有,mv02/2 mv12/2mv22/2,由此不难解得:经小球与小车间的相互作用过程后,小球的速度从v0减为v10,而小车的速度则从0增为v2v0,由此可以得出判断:此例应选C.,例3. 质量为1kg的小球A以速度8m/s沿光滑水平面运动,与质量为3kg的静止小球B发生正碰后,A、B两小球的速率v1,v2
6、可能为 A.v11m/s B.v13m/s C.v21m/s D.v23m/s,分析与解:此例中两球的碰撞类型没有明确,不妨取两种极端的情况来计算. 若碰撞是弹性的,碰后两球的速度分别为,vA,4m/s,vB,4m/s,若碰撞是完全非弹性的,碰后两球的速度相等,为,uAuB,2m/s,碰后A、B两球的速度的取值范围分别为,vA4m/s,2m/s,vB2m/s,4m/s,若不考虑速度的方向,则碰后A、B两球的速率的取值范围分别为,v10,4m/s,v22m/s,4m/s,此例应选A、B、D,例4.如图所示,质量M=2kg的盒子放在光滑的水平面上,盒子长L=1m,质量为m=1kg的小物块从盒子的右
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