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高三物理碰撞模型教案

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碰撞模型  一、碰撞模型 1.碰撞是指极短时间内通过相互作用,动量发生显著变化的过程。www.ks5u.com (1)、碰撞的基本模型是:在相互作用时间极短的前提下,物体的位置尚没有发生明显变化(可认为是没有变化)时,碰撞过程就已结束,物体的动量(速度)有了显著的变化. 下面仅讨论正碰(碰撞前后速度都在一条直线上).碰撞过程可划分为两个阶段:压缩阶段和恢复阶段.没有恢复阶段的,就是完全非弹性碰撞;局部恢复的是非弹性碰撞;全部恢复的是弹性碰撞. 在弹性正碰中,碰撞前后系统的总动能保持不变,满足动量守恒和动能守恒;非弹性碰撞过程中,动量是守恒的,但系统的动能有损失;完全非弹性碰撞指碰撞后物体粘在一起,以共同速度运动,在碰后的各种可能运动里,这种情况系统的动能损失最大. (2)、当只有两个物体正碰时,我们可以用统一的数学表达式来概括: 动量守恒      能量关系      (3)、特别指出,若碰前一物体是静止的,如u2=0,则可求出碰后物体的速度范围. 若碰撞中无机械能损失(弹性正碰),由上两式(能量关系取等式)可解得碰撞后的速度为     ,    . 若碰撞为完全非弹性碰撞,由动量守恒,碰撞后的速度为      所以碰撞后两物体的速度范围是:    当 时, ,即交换速度.熟练掌握上式,对于快速解题大有帮助.   例1:在光滑水平面上有三个完全相同的小球排成一条直线,2、3小球静止,并靠在一起,1球以速度v0射向它们,如图所示.设碰撞中不损失机械能,则碰后三个小球的速度可能值是(    ). A、          B、 C、          D、        例2在光滑的水平面上.动能为Eo、动量大小为 p0的钢球1与静止的小钢球2发生碰撞,碰撞前后球1的运动方向相反.将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为E1、P1,球2的动能和动量的大小分别记为E2,p2,则必有(    ).www.ks5u.com A.E1Po        2.广义的碰撞模型 从物体的相互作用类型来看,力的作用时间有长有短,如打击、碰撞等是一种时间很短的短暂作用,但更多的是力的持续作用.相互作用可以是接触  的,也可以是不接触的.我们可以建立一个广义的碰撞模型:通过相互作用,动量有显著变化的过程,而不必区分它的作用时间的长短以及接触与否.这个模型在实践中有着广泛的应用.  例3:相隔一定距离 的A、B两球质量相等,假定它们之间存在恒定的斥力作用.原来两球被按住,处在静止状态.现突然松开两球,同时给A球以速度v0,使之沿两球连线射向B球,B球初速为零.若两球间的距离从最小值(两球未接触)到刚恢复到原始值所经历的时间为t0,求B球在斥力作用下的加速度.            例4:如图所示,在光滑绝缘的水平面上的A、B两点分别放置两个点电荷QA和QB,质量分别为m和2m.将两个点电荷同时释放.已知刚释放时QA的加速度为a,经过一段时间后(两电荷未相遇),QB的加速度也为a,且此时QB的速度大小为v。求(1)此时QA的速度和加速度各为多大?(2)这段时间内QA和QB构成的系统增加的动能.               查看更多

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