1.2动量定理 碰撞

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1、2021/6/16 1 第 一 章 碰 撞 与 动 量 守 恒1.2 动 量 定 理想 像 远 比 知 识 重 要 ， 知 识 有 涯 ， 而 想 像 能环 抱 整 个 世 界 。 爱 因 斯 坦 2021/6/16 2 1.动 量 定 理 ： 物 体 所 受 合 外 力 的 冲 量 等 于 物 体 的 动 量 变 化 。F合 t=m v1 m v0 I合 = p3.理 解 ： 合 外 力 冲 量 是 物 体 动 量 变 化 的 原 因 大 小 相 等 和 方 向 相 同 （ 矢 量 式 ）对 某 一 方 向 研 究 时 可 写 成 分 量 式 ， 即 : F xt= Px Fyt= Py，即

2、 某 一 方 向 的 冲 量 只 引 起 该 方 向 的 动 量 改 变 step1.动 量 定 理 2021/6/16 3 （ 合 外 力 等 于 动 量 的 变 化 率 ） （ 牛 顿 第 二 定 律 的 另 一 种 表 达 形 式 ）注 意 ： 恒 力 、 变 力 均 适 用 。 对 于 变 力 情 况 ， 动 量 定 理 中的 F合 应 理 解 为 变 力 在 时 间 内 的 平 均 值 。思 考 ： 请 解 释 鸡 蛋 从 同 一 高 处 自 由 落 下 ， 落 到 硬 桌 面 上易 碎 ， 而 落 在 松 软 的 海 绵 上 不 易 碎 。思 考 ： 钉 钉 子 时 为 什 么 要

3、 用 铁 锤 而 不 用 橡 皮 锤 ， 而 铺 地砖 时 却 用 橡 皮 锤 而 不 用 铁 锤 ？step1.动 量 定 理 PtF合 2021/6/16 4 【 例 】 一 个 质 量 为 0.18kg的 垒 球 ， 以 25m/s的 水 平 速 度飞 向 球 棒 ， 被 球 棒 打 击 后 ， 反 向 水 平 飞 回 ， 速 度 的 大 小为 45m/s。 设 球 棒 与 垒 球 的 作 用 时 间 为 0.01s， 球 棒 对 垒球 的 平 均 作 用 力 有 多 大 ？step1.动 量 定 理 2021/6/16 5 【 例 】 一 质 量 为 100g的 小 球 从 0.8m高

4、 处 自 由 下 落 到 一 个沙 坑 里 ， 若 从 小 球 接 触 沙 坑 到 小 球 陷 至 最 低 点 经 历 了0.2s， 则 这 段 时 间 内 沙 坑 对 小 球 的 平 均 作 用 力 为 多 少 ?（ g取 10m/s2， 不 计 空 气 阻 力 ） step1.动 量 定 理 2021/6/16 6 练 习 册 P9 4.(对 动 量 定 理 的 理 解 和 应 用 )一 辆 轿 车 强 行 超 车 时 ， 与另 一 辆 迎 面 驶 来 的 轿 车 相 撞 ， 两 车 相 撞 后 连 为 一 体 ， 两车 车 身 因 相 互 挤 压 ， 皆 缩 短 了 0.5 m， 据 测

5、 算 两 车 相 撞前 的 速 度 约 为 30 m/s.则 ：(1)试 求 车 祸 中 车 内 质 量 约 60 kg的 人 受 到 的 平 均 冲 力 是多 大 ？(2)若 此 人 系 有 安 全 带 ， 安 全 带 在 车 祸 过 程 中 与 人 体 的 作用 时 间 是 1 s， 求 这 时 人 体 受 到 的 平 均 冲 力 为 多 大 ？答 案 (1)5.4 10 4 N (2)1.8 103 N step1.动 量 定 理 2021/6/16 7 A、 B两 球 质 量 相 等 ， A球 竖 直 上 抛 ， B球 平 抛 ， 两 球在 运 动 中 空 气 阻 力 不 计 ， 则

6、下 述 说 法 中 正 确 的 是 A 相 同 时 间 内 ， 动 量 的 变 化 大 小 相 等 ， 方 向 相 同 B 相 同 时 间 内 ， 动 量 的 变 化 大 小 相 等 ， 方 向 不 同 C 动 量 的 变 化 率 大 小 相 等 ， 方 向 相 同 D 动 量 的 变 化 率 大 小 相 等 ， 方 向 不 同step1.动 量 定 理 AC 2021/6/16 8 应 用 动 量 定 理 解 题 的 步 骤 ：1、 确 定 研 究 对 象 。2、 进 行 受 力 分 析 ， 确 定 全 部 外 力 及 作 用 时 间3、 找 出 物 体 的 初 末 状 态 并 确 定 相

7、应 的 动 量 。4、 选 正 方 向 并 给 每 个 力 的 冲 量 和 初 末 状 态 动 量 带 上 正 负 号 ， 以 表 示 和 正 方 向 同 向 或 反 向 。5、 根 据 动 量 定 理 列 方 程 求 解 。step1.动 量 定 理 2021/6/16 9 练 习 册 P9 3.(对 动 量 定 理 的 理 解 和 应 用 )从 同 样 高 度 落 下 的 玻 璃 杯 ，掉 在 水 泥 地 上 容 易 打 碎 ， 而 掉 在 草 地 上 不 容 易 打 碎 ， 其原 因 是 ( ) 掉 在 水 泥 地 上 的 玻 璃 杯 动 量 大 ， 而 掉 在 草 地 上 的 玻 璃杯

8、 动 量 小 掉 在 水 泥 地 上 的 玻 璃 杯 动 量 改 变 大 ， 掉 在草 地 上 的 玻 璃 杯 动 量 改 变 小 掉 在 水 泥 地 上 的 玻 璃 杯动 量 改 变 快 ， 掉 在 草 地 上 的 玻 璃 杯 动 量 改 变 慢 掉 在水 泥 地 上 的 玻 璃 杯 与 地 面 接 触 时 ， 相 互 作 用 时 间 短 ， 而掉 在 草 地 上 的 玻 璃 杯 与 地 面 接 触 时 ， 相 互 作 用 时 间 长A. B. C. D. step1.动 量 定 理D 2021/6/16 10 将 0.5kg小 球 以 10m/s的 速 度 竖 直 向 上 抛 出 ， 在

9、3s内 小 球 的 动 量 变 化 的 大 小 等 于 _kgm/s， 方 向_； 若 将 它 以 10m/s的 速 度 水 平 抛 出 ， 在 3s内 小 球的 动 量 变 化 的 大 小 等 于 _kgm/s， 方 向 _step1.动 量 定 理 2021/6/16 11 物 体 在 做 下 面 几 种 运 动 时 ， 物 体 在 任 何 相 等 的 时 间内 动 量 变 化 总 是 相 等 的 是 ； A 做 匀 变 速 直 线 运 动 B 做 竖 直 上 抛 运 动 C 做 平 抛 运 动 D 做 匀 速 圆 周 运 动step1.动 量 定 理 ABC 2021/6/16 12 s

10、tep1.碰 撞 2021/6/16 13 step1.碰 撞 2021/6/16 14 1.最 早 发 表 有 关 碰 撞 问 题 研 究 成 果 的 是 布 拉 格 大 学 校 长 、物 理 学 教 授 马 尔 西 。 （ 1639年 ）2.伽 利 略 、 马 利 特 、 牛 顿 、 笛 卡 儿 、 惠 更 斯 等 先 后 进行 实 验 ， 逐 渐 归 纳 成 系 统 理 论 ， 总 结 出 规 律 。3.近 代 ,通 过 高 能 粒 子 的 碰 撞 ,发 现 新 粒 子 。（ 1925年 ， 1935年 ， 1995年 ， 诺 贝 尔 奖 ）step2.碰 撞 2021/6/16 15

11、两 个 或 两 个 以 上 的 物 体 在 相 遇 的 极 短 时 间 内 产 生 非 常之 强 的 相 互 作 用 。 相 互 作 用 时 间 短 相 互 作 用 力 变 化 快 ， 作 用 力 峰 值 大 ， 因 而 其 他 外 力 可以 忽 略 。 （ 物 体 之 间 的 内 力 远 大 于 外 力 ）step2.碰 撞 2021/6/16 16 两 个 或 两 个 以 上 的 物 体 在 相 遇 的 极 短 时 间 内 产 生 非 常之 强 的 相 互 作 用 。 相 互 作 用 时 间 短 相 互 作 用 力 变 化 快 ， 作 用 力 峰 值 大 ， 因 而 其 他 外 力 可以

12、忽 略 。 （ 物 体 之 间 的 内 力 远 大 于 外 力 ）正 碰 ： 物 体 碰 撞 时 速 度 沿 着 连 心 线 方 向斜 碰 ： 物 体 碰 撞 时 的 速 度 不 在 两 球 的 连 心 线 上step2.碰 撞 2021/6/16 17 正 碰 斜 碰（ 对 心 碰 撞 ） （ 非 对 心 碰 撞 ） step2.碰 撞 VV 2021/6/16 18 step2.碰 撞两物体发生接触 压 缩 过 程 两者速度相等 形 变 完 全 恢 复 形 变 部 分 恢 复形 变 完 全 不 恢 复 弹 性 碰 撞（ 动 能 守 恒 ）非 弹 性 碰 撞（ 动 能 转 化 为 内能 等

13、）完 全 非 弹 性 碰 撞（ 动 能 损 失 最 大 ）动 能 转 化为 势 能 或势 能 和 内能 等 势 能 转 化 为 动 能内 能 不 能 逆 转内 能 不 能 逆 转 从 碰 撞 的 具 体 运 动 过 程 来 看 ， 各 种 碰 撞 都 经 历 了如 下 过 程 ： 2021/6/16 19 2、 按 碰 撞 前 后 的 能 量 分 为 ： 弹 性 碰 撞 ： 两 小 球 碰 撞 后 形 变 能 完 全 恢 复 ， 没 有 能 量损 失 ， 碰 撞 前 后 两 小 球 的 总 动 能 相 等 非 弹 性 碰 撞 ： 两 小 球 碰 撞 后 形 变 不 能 完 全 恢 复 ， 将

14、有一 部 分 动 能 转 化 为 内 能 ， 碰 撞 前 后 两 小 球 的 总 动 能 不 相等 （ 碰 后 的 动 能 小 鱼 碰 前 的 动 能 ）step2.碰 撞 2021/6/16 20 完 全 非 弹 性 碰 撞 ： 是 非 弹 性 磁 撞 的 特 例 ， 碰 撞 后 完 全 不 反 弹 ， 两 个 物 体粘 在 一 起 （ 具 有 共 同 的 速 度 ） ， 总 动 能 损 失 最 多 。step2.碰 撞 2021/6/16 21 step2.碰 撞碰 撞 分 类 形 变 情 况 能 量 变 化弹 性 碰 撞 形 变 可 以 完 全恢 复 机 械 能 守 恒非 弹 性 碰 撞

15、 形 变 不 可 以 完全 恢 复 机 械 能 不 守 恒 ，有 损 失完 全 非 弹 性碰 撞 形 变 完 全 不 可以 恢 复 机 械 能 损 失 最大 2021/6/16 22 在 同 一 水 平 面 上 有 两 个 质 量 相 等 的 小 球 A、 B， 若 碰 撞 前后 两 者 的 动 能 分 别 如 表 中 所 示 ， 判 断 各 次 分 别 是 哪 种 碰撞 ？【 典 例 精 析 】A碰 前 B碰 前 A碰 后 B碰 后第 1次 10J 5J 5J 10J第 2次 10J 5J 4J 9J第 3次 15J 5J 7J 14J弹 性 碰 撞非 弹 性 碰 撞不 成 立 2021/6/16 23 一 个 质 量 为 1kg的 静 止 的 物 体 放 在 水 平 地 面 上 ， 用F=10N的 恒 力 作 用 在 物 体 上 ,动 摩 擦 因 数 为 0.2， 则 ： 在 5s内 物 体 受 到 的 各 个 力 的 冲 量 分 别 是 多 少 ？ 合 力 的 冲 量 是 多 少 ? 物 体 的 在 5s未 的 动 量 是 多 少 ? 在 5s内 动 量 的 变 化 是 多 少 ? 【 典 例 精 析 】 若 有 不 当 之 处 ， 请 指 正 ， 谢 谢 ！