高考物理二轮复习 动量专题 碰撞讲义-人教版高三全册物理教案.doc

碰撞
1.碰撞
(1)定义：相对运动的物体相遇时，在极短的时间内它们的运动状态发生显著变化，这个过程就可称为碰撞.
(2)特点：作用时间极短，内力(相互碰撞力)远大于外力，总动量守恒.
(3)碰撞分类
①弹性碰撞：碰撞后系统的总动能没有损失.
②非弹性碰撞：碰撞后系统的总动能有损失.
③完全非弹性碰撞：碰撞后合为一体，机械能损失最大.

一、碰撞过程的特征：
①碰撞双方相互作用的时间△t一般很短；
②碰撞双方相互作用的力作为系统的内力一般很大。
二、碰撞的分类：
1.
按碰撞方向分类——正碰、斜碰
2.从碰撞过程中形变恢复情况来划分：形变完全恢复的叫弹性碰撞；形变完全不恢复的叫完全非弹性碰撞；而一般的碰撞其形变不能够完全恢复。
3.从碰撞过程中机械能损失情况来划分：机械能不损失的叫弹性碰撞；机械能损失最多的叫完全非弹性碰撞；而一般的碰撞其机械能有所损失。碰撞过程中损失的动能转化为其它能量，如内能、重力势能、弹性势能、磁场能、电场能等。
①完全弹性碰撞——动量守恒，动能守恒
②非(完全)弹性碰撞——动量守恒，动能有损失
③完全非弹性碰撞——动量守恒，动能损失最大（外部特征：以共同速度运动），
三、碰撞过程遵守的规律——应同时遵守三个原则
1.系统动量守恒的原则
2.物理情景可行性原则—位置不超越
3.不违背能量守恒的原则—动能不膨胀
四、三种典型的碰撞

1、弹性碰撞：碰撞全程完全没有动能损失。

A
B
v1
v2
v10
v20
A
B
碰前
碰后

解以上两式可得：

对于结果的讨论：

①当m1=m2时，v1=v20，v2=v10,质量相等的两物体弹性碰撞后,“交换速度”；
②当m1<<m2,且v20=0时，v1≈－v10，v2≈0，小物碰大物，原速率返回；
③当m1>>m2，且v20=0时，v1≈v10，v2≈2v10，
2、非(完全)弹性碰撞：动量守恒,动能有损失，
3、完全非弹性碰撞：动能的损失达到最大限度；
外部特征：碰撞后两物体连为一个整体，故有

.碰撞遵循的三条原则
(1)动量守恒定律
(2)机械能不增加
Ek1＋Ek2≥Ek1′＋Ek2′或eq\f(p12,2m1)＋eq\f(p22,2m2)≥eq\f(p1′2,2m1)＋eq\f(p2′2,2m2)
(3)速度要合理
①同向碰撞：碰撞前，后面的物体速度大；碰撞后，前面的物体速度大(或相等).
②相向碰撞：碰撞后两物体的运动方向不可能都不改变.
2.弹性碰撞讨论
(1)碰后速度的求解
根据动量守恒和机械能守恒
eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′①,\f(1,2)m1v12＋\f(1,2)m2v22＝\f(1,2)m1v1′2＋\f(1,2)m2v2′2②))
解得v1′＝eq\f(m1－m2v1＋2m2v2,m1＋m2)
v2′＝eq\f(m2－m1v2＋2m1v1,m1＋m2)
(2)分析讨论：
当碰前物体2的速度不为零时，若m1＝m2，则v1′＝v2，v2′＝v1，即两物体交换速度.
当碰前物体2的速度为零时，v2＝0，则：
v1′＝eq\f(m1－m2v1,m1＋m2)，v2′＝eq\f(2m1v1,m1＋m2)，
①m1＝m2时，v1′＝0，v2′＝v1，碰撞后两物体交换速度.
②m1>m2时，v1′>0，v2′>0，碰撞后两物体沿同方向运动.
③m1<m2时，v1′<0，v2′>0，碰撞后质量小的物体被反弹回来.

五、“广义碰撞”——物体的相互作用

1、当物体之间的相互作用时间不是很短，作用不是很强烈，但系统动量仍然守恒时，碰撞的部分规律仍然适用，但已不符合“碰撞的基本特征”（如：位置可能超越、机械能可能膨胀）。此时，碰撞中“不合题意”的解可能已经有意义，如弹性碰撞中v1=v10,v2=v20的解。
2、物体之间有相对滑动时，机械能损失的重要结论：
－ΔE=ΔE内=f滑·S相，其中S相指相对路程
10．一颗速度较大的子弹，水平击穿原来静止在光滑水平面上的木块，设木块对子弹的阻力恒定，则当子弹入射速度增大时，下列说法正确的是(BD)
A．木块获得的动能变大 B．木块获得的动能变小
C．子弹穿过木块的时间变长 D．子弹穿过木块的时间变短
11．如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点．Q与轻质弹簧相连．设Q静止，P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞，一段时间后P与弹簧分离．在这一过程中，下列说法正确的是(AC)
A．P与弹簧分离时，Q的动能达到最大
B．P与弹簧分离时，P的动能达到最小
C．P与Q的速度相等时，P和Q的动能之和达到最小
D．P与Q的速度相等时，P的动能达到最小

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