动量碰撞模型.ppt

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1、几种类型问题分析１、内容：一个系统______＿或＿＿＿＿＿＿时，系统的_______保持不变。２、一般表达式:(1）p1=p2其他表达式：不受外力所受外力之和为零总动量一、动量守恒定律３、动量守恒定律成立条件：①系统不受外力或_________________；②系统所受外力之和虽不为零，但＿＿＿＿＿＿不受外力或所受外力之和为零时（只在这一方向上动量守恒）③系统所受外力之和虽不为零，但内力______外力时（如碰撞、爆炸等）所受外力之和为零远大于在某一方向上二、典型模型（问题）：6、多过程问题4、碰撞问题1、人

2、船模型3、小球弹簧问题2、子弹打木块模型5、爆炸（反冲）问题（1）碰撞模型。内力远大于外力，近似动量守恒问题。有弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞。碰撞类问题的三种情况：①弹性碰撞——碰撞结束后，形变全部消失，碰撞前后系统的总动量相等，总动能不变.（结论表达式要求学生会写）②非完全弹性碰撞——碰撞结束后，形变部分消失，碰撞前后系统的总动量相等，动能有部分损失.③完全非弹性碰撞——碰撞结束后，形变完全保留，通常表现为碰后两物体合二为一，以同一速度运动，碰撞前后系统的总动量相等，动能损失最多.解决碰撞问题须同时遵守

3、的三个原则:一.系统动量守恒原则三.物理情景可行性原则例如：追赶碰撞：碰撞前：碰撞后：在前面运动的物体的速度一定不小于在后面运动的物体的速度二.能量不增加的原则例：质量为m1的入射粒子与一质量为m2的静止粒子发生正碰.已知机械能在碰撞过程没有损失，实验中测出了碰撞后第二个粒子的速度为v2，求第一个粒子原来速度v0的值的可能范围.讨论碰撞后的速度：当m1>m2时：v1>0v2>0——两球均沿初速v1方向运动.当m1＝m2时：v1＝0v2＝v0——两球交换速度.当m10——m1反弹，m2沿v1

4、方向运动.一静一动的弹性碰撞：m1v0=m1v1+m2v2例2：设质量为m的子弹以初速度v0射向静止在光滑水平面上的质量为M的木块，设木块对子弹的阻力恒为f,求:1.木块至少多长子弹才不会穿出?2.子弹在木块中运动了多长时间?（2）子弹打木块问题(1)解：从动量的角度看,以m和M组成的系统为研究对象,根据动量守恒对子弹用动能定理：对木块用动能定理：①、②相减得：由上式可得:……①……②……③(2)以子弹为研究对象,由牛顿运动定律和运动学公式可得:从能量的角度看，该过程系统损失的动能全部转化为系统的内能。设平均阻力

5、大小为f，设子弹、木块的位移大小分别为s1、s2，如图所示，显然有s1-s2=L总结：子弹打木块的模型具有下列力学规律：1、动力学的规律：构成系统的两物体在相互作用时，受到大小相等，方向相反的一对恒力的作用，他们的加速度大小与质量成反比，方向相反。2、运动学的规律：在子弹进入木块的过程中，可以看成是匀减速运动,木块做匀加速运动，子弹的进入深度就是他们的相对位移。3、动量和能量规律：系统的动量守恒，系统内各物体的动能发生变化，作用力对子弹做的功等于子弹动能的变化，作用力对木块做的功等于木块动能的变化，系统动能转化为

6、内能，其大小等于该恒力的大小与相对位移的乘积。人和小车的总质量为M，人坐在静止于光滑水平面的小车上，以相对地的速率v将一质量为m的木箱沿水平面推向正前方的竖直固定挡板。设箱与挡板碰撞时无机械能损失，碰撞后箱以速率v反弹回来。人接住箱后，再以同样的相对于地的速率v将木箱沿水平面推向正前方的挡板。已知M：m=4：1，求：（1）人第二次推出箱后，小车和人的速度大小。（2）人推箱多少次后不能再接到箱？练习解：每次推箱时，对小车、人和木箱组成的系统，动量守恒，设人和小车速度方向为正方向，每次推箱后人和小车的速度分别为v1、

7、v2…，则第一次推箱后：Mv1－mv=0⑴题目第一次推箱前第一次推箱后解：每次推箱时，对小车、人和木箱组成的系统，动量守恒，设人和小车速度方向为正方向，每次推箱后人和小车的速度分别为v1、v2…，第二次推箱前第二次推箱后第二次推箱后：Mv2－mv=（M＋m）V1′⑶解：每次推箱时，对小车、人和木箱组成的系统，动量守恒，设人和小车速度方向为正方向，每次推箱后人和小车的速度分别为v1、v2…，则第一次推箱后：Mv1－mv=0⑴第一次接箱后：（M＋m）V1′=Mv1+mv⑵第二次推箱后：Mv2－mv=（M＋m）V1′⑶

8、∴v2=3mv/M以此类推，第N次推箱后，人和小车的速度vN=(2N－1)mv/M当vN＞v时，不再能接到箱，即2N－1＞M/m=4N＞2.5.25∴人推箱3次后不能再接到箱∴v1=mv/M（3）人船模型。人动船动，人停船停，人快船快，人慢船慢。求位移、求速度、求加速度人船模型例：静止在水面上的小船长为L，质量为M，在船的最右端站有一质量为m的人，不计水的阻力，当人从最右