| 第四节、碰撞 |
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作者:张建平zj… 文章来源:本站原创 点击数: 更新时间:2007-9-18 7:13:03  |
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一、弹性碰撞和非弹性碰撞 问:质量相同的A、B两球悬挂在同一高度,现拉起A球释放,可以看到 碰撞后A静止,B摆起,且B摆起的高度和原先A球释放的高度相同, 从这个事实说明,从能量角度考虑,碰撞前后的总能量是否改变?(不变) 问:质量相同的A、B两个物块,A以速度v撞向B,碰后,两个物体以共同的速度 向右运动,根据动量守恒定律,求出碰撞后的速度?(v/2),由于两个物体的 重力势能没有发生变化请你求出在此过程中总动能是否发生变化?【碰撞前 动能Ek1=mv2/2 碰撞后动能Ek2=(2m)(v/2)2/2=mv2/4,所以动能发生变化】 说明:碰撞中如果机械能守恒,这样的碰撞我们称之为弹性碰撞,碰撞中如果机械能不守恒, 这样的碰撞我们称之为非弹性碰撞,微观粒子的碰撞是弹性碰撞,本节我们主要研究的是 弹性碰撞 例、质量为m1的物体以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性碰撞,碰撞后的速度分别为v1/、v2/,请分别用 m1、m2、v1求v1/、v2/ 解:∵ m1v1=m1v1/+m2v2/ m1v12/2=m1v1/2/2+m2v2/2/2 ∴v1/=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2/=2m1v1/(m1+m2) 讨论1、若m1=m2,会出现什么结果?(v1/=0 v2/= v1 ) 讨论2、若m1>>m2,会出现什么结果?(v1/=v1 v2/= 2v1 ) 讨论3、若m1<<m2,会出现什么结果?(v1/=-v1 v2/= 0) 二、对心碰撞和非对心碰撞 问:如图所示,碰撞前若球的运动方向和两球心的连线在同一条直线上, 碰撞之后两球的速度会偏离两球球心的连线吗?(不会)为什么? (因为受力方向在两球心的连线上) 说明:这种碰撞前运动速度与两球心的连线在同一直线上,碰撞之后两球的速度仍沿着两球心的连线,这样的碰撞我们称之为正碰,也称之为对心碰撞 问:如图所示,碰撞前若球的运动方向和两球心的连线不在同一条直线上, 碰撞之后两球的速度会沿着两球球心的连线吗?(不会)为什么? (因为受力方向不在两球心的连线上) 说明:这种碰撞前运动速度与两球心的连线不在同一直线上,碰撞之后 两球的速度不会沿着两球心的连线,这样的碰撞我们称之为非对心碰撞 思考与讨论:书本P17、因为动量是矢量,可以利用平行四边形定则求解 三、散射 说明:在粒子物理和核物理中,常常使一束粒子射入物体,粒子与物体中的微粒碰撞,研究碰撞后粒子的运动方向,可以得到与微粒结构有关的信息。卢瑟福就是通过这种方式提出了原子的核式结构模型。 与宏观物体碰撞不同的是,微观粒子相互接近时并不发生直接接触,因此微观粒子的碰撞又叫做散射。由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率非常小,所以多数粒子在碰撞后飞向四面八方。
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