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碰撞
大到天体之间，小到微观粒子，生活中各种球类……碰撞是我们常见的物体之间的相互作用方式之一。我们知道碰撞过程中系统的内力远大于外力可以认为动量守恒，那整个系统的能量会有什么变化呢？
天体
微观粒子
台球
物体碰撞中动量守恒。那么，在各种碰撞中能量又是如何变化的？
碰撞过程的特点：
1、时间特点：在碰撞过程中，相互作用时间很短( Δt→0) ；
2、作用力特点：在碰撞过程中，相互作用力即内力先急剧增大，后
急剧减小，平均作用力很大；
3、位移特点：由于碰撞是在瞬间完成的，故可以认为碰撞前后，物
体仍在原来的位置，即位移不变。
关于碰撞前和碰撞后的含义
碰撞前指的是即将发生碰撞那一时刻，而不是发生碰撞前的某一时刻.
碰撞后指的是碰撞刚结束那一时刻， 而不是发生碰撞后的某一时刻.
碰撞过程的特点：
4、碰撞系统动量的特点：
将碰撞双方包括在同一系统内,系统的总动量（近似）守恒。
5、机械能特点：
一
碰撞的分类
气垫导轨光电门法
环节一：质量不同装有弹性碰撞架的滑块发生碰撞后分开
{8A107856-5554-42FB-B03E-39F5DBC370BA}
质量m（g）
速度v(cm/s)
次数
A滑块m1
B滑块m2
A碰前v1
B碰前v2
A碰后v'1
B碰后v'2
1
275.5
175.5
56.0
0
12.8
67.3
2
74.7
0
16.5
89.2
3
92.0
0
22.7
108.3
{8A107856-5554-42FB-B03E-39F5DBC370BA}
总动能
次数
碰前
碰后
1
0.043
0.002+0.040=0.042
2
0.077
0.005+0.071=0.076
3
0.116
0.007+0.103=0.110
实验结论：碰撞后，系统动能不变
环节一：质量不同装有弹性碰撞架的滑块发生碰撞后分开
环节二：质量不同且贴有胶布的滑块发生碰撞后不分开
{8A107856-5554-42FB-B03E-39F5DBC370BA}
质量m
速度v
次数
A滑块m1
B滑块m2
A碰前v1
B碰前v2
A碰后v'1
B碰后v'2
1
270.0
168.0
79.0
0
45.8
45.8
2
89.0
0
54.1
54.1
3
142.4
0
87.4
87.4
{8A107856-5554-42FB-B03E-39F5DBC370BA}
总动能
次数
碰前
碰后
1
0.084
0.028+0.018=0.046
2
0.107
0.040+0.025=0.065
3
0.273
0.103+0.064=0.167
实验结论：碰撞后，系统动能减少
环节二：质量不同且贴有胶布的滑块发生碰撞后不分开
（1）概念：碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞。
（2）特点：动量守恒、机械能守恒
（3）规律：
1.弹性碰撞
按能量损失情况分
动量守恒：
机械能守恒：
钢球、玻璃球碰撞时，动能损失很小，它们的碰撞可以看作弹性碰撞。
弹性碰撞
（1）概念：如果系统在碰撞后动能减少，这类碰撞叫作非弹性碰撞。
（2）特点：碰撞时物体的形变是非弹性形变，
系统动量守恒，动能有损失。
橡皮泥球碰撞时，它们的碰撞是非弹性碰撞。
2.非弹性碰撞
（3）规律：
动量守恒：
机械能不守恒：
非弹性碰撞
（1）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粘在一起(或碰后具有共同的速度)，其动能损失最大。
（2）规律：
3.完全非弹性碰撞
机械能不守恒：
12????1????12+12????2????22>12（????1+????2）????共2
?
动量守恒：
完全非弹性碰撞
按碰撞前后轨迹分类
1.对心碰撞（正碰）：碰撞前后速度都沿同
一条直线
2.非对心碰撞（斜碰)：碰撞前后速度不沿同
一条直线
v'1
m1
m2
v'2
v1
m1
m2
v1
m1
m2
v'1
m1
m2
v'2
1、（多选）如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动。两球质量关系为mB＝2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6 kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为4kg·m/s，则( )
A．该碰撞为弹性碰撞
B．该碰撞为非弹性碰撞
C．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2:5
D．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1:10
AC
二
弹性碰撞的规律
动量守恒：
机械能守恒：
整理得
解得
1球趋近2球的相对速度
（接近速度）
2球远离1球的相对速度
（分离速度）
等于
解得
1球末速度
2球末速度
碰撞规律不难记
两项相加是规律；
一 二 一，二 二 二；
分母都是1+2；
要问v‘2 是多少；
角标互换就可以；
1换2,2换1
为使研究问题简单，我们假设物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生正碰。
m2
m1
v1
v2’
v1’
m2
m1
B
A
v1
v2=0
(1)若m1=m2
(质量相等，速度交换)
(2)若m1>m2
(大碰小，一起跑，同向运动)
B
A
v1
v2=0
(3)若m1?m2
(极大碰极小，大不变，小加倍，同向运动)
B
A
v1
v2=0
(4)若m1(小碰大，要反弹，反向运动)
B
A
v1
v2=0
(5)若m1?m2
(极小碰极大，小等速率反弹，速度反向，大不变)
B
A
v1
v2=0
2、（多选）两个小球在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，B球在前，A球在后，mA＝1 kg，mB＝2 kg，vA＝6 m/s，vB＝3 m/s，当A球与B球发生碰撞后，A、B两球速度可能为( )
A．vA＝4 m/s，vB＝4 m/s
B．vA＝2 m/s，vB＝5 m/s
C．vA＝－4 m/s，vB＝6 m/s
D．vA＝7 m/s，vB＝2.5 m/s
E．vA＝3 m/s，vB＝4.5 m/s
ABE
3、如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是(　　)
A.A和B都向左运动
B.A和B都向右运动
C.A静止，B向右运动
D.A向左运动，B向右运动
D
三
碰撞三原则
1、动量守恒：
2、动能不增加：
3、速度要合理：
①碰前同向运动，碰前：v后＞v前，若碰后未反向，碰后：v后≤v前
②碰前相向运动，碰后至少一个物体方向改变。
碰撞三原则
4、 质量相等的 A、B 两球在光滑水平桌面上沿同一直线、同一方向运动，A 球的动量是 7 kg·m/s，B 球的动量是 5 kg·m/s， A 球追上 B 球发生碰撞，碰撞后两球的动量可能值是（ 　 ）

A. pA? = 6 kg·m/s， pB' = 6 kg·m/s

B. pA? = 3 kg·m/s， pB' = 9 kg·m/s
C. pA? =??2 kg·m/s， pB' = 14 kg·m/s
D. pA? = ?4 kg·m/s，pB' = 17 kg·m/s
?
A
分析讲解：
碰撞过程动量守恒,
知:A、B、C都满足.
，知:A、B、C也都满足.
总动能不能增加，即
得:只有A正确了
四
中子的发现
1928年，德国科学家玻特发现用α射线轰出铍（Be）会产生一种不受电场和磁场影响、穿透力很强的射线，他认为这是γ射线。
后来居里夫妇发现用这种射线去轰击石腊，能从石腊中打出质子。居里夫妇也认为这是γ射线撞击石蜡里氢原子核的结果。
1932年，查德威克用 α粒子轰击铍（Be）产生的射线进行研究时，发现这种射线的速度不到光速的10％，从而否定了这种射线是γ射线的看法。
为了研究这种中性粒子，查德维克认为必须首先测量它的质量，他用这种中性射线与氢原子核、氮原子核分别碰撞，他认为这种碰撞是完全弹性的，利用动量守恒定律与能量守恒定律求出了这种中性粒子的质量，最终确定这是是一种不带电，质量接近质子的粒子流，这种粒子正是卢瑟福猜想的中子。
五
爆炸
爆炸：在极短时间释放出大量能量，产生高温，并放出大量气体，在周围介质中造成高压的化学反应或状态变化。
注意：
①在爆炸过程中，由于有其他形式的能量(如化学能)转化为动能，所以爆炸前后系统的总机械能增加。
②爆炸时间极短，因而作用过程中，物体产生的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸前的位置以新的动量开始运动.


注意：
③由于爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸物体间的相互作用力远远大于受到的外力，所以在爆炸过程中，系统的总动量守恒。
按运动形式分
对心碰撞（正碰）
非对心碰撞（斜碰）
按系统动能是否损失的情况分
弹性碰撞：
非弹性碰撞：
完全非弹性碰撞：
动量守恒，动能没有损失
动量守恒，动能有损失
m1v1+m2v2=(m1+m2)v,动能损失最大
课堂小结
谢谢

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