2017-2018学年沪科版选修3-5 美妙的守恒定律 第1课时 学案
2017-2018学年沪科版选修3-5    美妙的守恒定律  第1课时   学案第3页

图3

水平面上,如图3所示,A以初速度v0与B小球发生正碰,求碰撞后A小球速度v1和B小球速度v2的大小和方向.

答案 由碰撞中的动量守恒和机械能守恒得

m1v0=m1v1+m2v2①

由碰撞中动能守恒:m1v=m1v+m2v②

由①②可以得出:v1=v0,v2=v0

讨论 (1)当m1=m2时,v1=0,v2=v0,两小球速度互换;

(2)当m1>m2时,则v1>0,v2>0,即小球A、B同方向运动.因<,所以v1

(3)当m10,即小球A向反方向运动.(其中,当m1≪m2时,v1≈-v0,v2≈0.)

一、碰撞的特点和分类

1.碰撞的特点

(1)时间特点:碰撞现象中,相互作用的时间极短,相对物体运动的全过程可忽略不计.

(2)相互作用力特点:在碰撞过程中,系统的内力远大于外力,所以动量守恒.

2.碰撞的分类

(1)弹性碰撞:系统动量守恒,机械能守恒.

(2)非弹性碰撞:系统动量守恒,机械能减少,损失的机械能转化为内能.

(3)完全非弹性碰撞:系统动量守恒,碰撞后合为一体或具有相同的速度,机械能损失最大.

3.爆炸:一种特殊的"碰撞"

特点1:系统动量守恒.

特点2:系统动能增加.

例1 大小、形状完全相同,质量分别为300 g和200 g的两个物体在无摩擦的水平面上相向运动,速度分别为50 cm/s和100 cm/s,某一时刻发生碰撞.

(1)如果两物体碰撞后粘合在一起,求它们碰撞后共同的速度大小;

(2)在问题(1)的条件下,求碰撞后损失的动能;

(3)如果碰撞是弹性碰撞,求两物体碰撞后的速度大小.

答案 (1)0.1 m/s (2)0.135 J