弹性碰撞和非弹性碰撞.doc

【本讲教育信息】一. 教学内容: 1、弹性碰撞和非弹性碰撞 2、反冲运动与火箭 3、用动量概念表示牛顿第二定律二、知识归纳、总结: (一)弹性碰撞和非弹性碰撞 1 、碰撞碰撞是指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的过程。 2 、碰撞的分类(按机械能是否损失分类) (1 )弹性碰撞:如果碰撞过程中机械能守恒,即为弹性碰撞。(2 )非弹性碰撞:碰撞过程中机械能不守恒的碰撞。 3 、碰撞模型相互作用的两个物体在很多情况下皆可当作碰撞处理, 那么对相互作用中两物体相距恰“最近”、相距恰“最远”或恰上升到“最高点”等一类临界问题,求解的关键都是“速度相等”,具体分析如下: (1 )如图所示,光滑水平面上的 A 物体以速度 v 去撞击静止的 B 物体, A、B 两物体相距最近时,两物体速度必定相等,此时弹簧最短,其压缩量最大。(2) 如图所示, 物体 A 以速度 v 0 滑到静止在光滑水平面上的小车 B上,当A在B上滑行的距离最远时, A、B 相对静止, A、B 两物体的速度必定相等。(3) 如图所示, 质量为 M 的滑块静止在光滑水平面上, 滑块的光滑弧面底部与桌面相切,一个质量为 m 的小球以速度 v 0 向滑块滚来,设小球不能越过滑块,则小球到达滑块上的最高点时(即小球竖直方向上的速度为零) ,两物体的速度肯定相等(方向为水平向右)。(二)对心碰撞和非对心碰撞 1 、对心碰撞碰撞前后物体的速度都在同一条直线上的碰撞,又称正碰。 2 、非对心碰撞碰撞前后物体的速度不在同一条直线上的碰撞。 3 、散射指微观粒子的碰撞。(三)反冲反冲运动(1 )定义:原来静止的系统,当其中一部分运动时,另一部分向相反方向的运动,就叫做反冲运动。(2) 原理: 反冲运动的基本原理仍然是动量守恒定律, 当系统所受的外力之和为零或外力远远小于内力时,系统的总量守恒,这时,如果系统的一部分获得了某一方向的动量, 系统的剩余部分就会在这一方向的相反方向上获得同样大小的动量。(3 )公式:若系统的初始动量为零,则动量守恒定律形式变为: 0=m 1v 1'+m 2v 2'. 此式表明,做反冲运动的两部分,它们的动量大小相等,方向相反,而它们的速率则与质量成反比。(4) 应用: 反冲运动有利也有害, 有利的一面我们可以应用, 比如农田、园林的喷灌装置、旋转反击式水轮发电机、喷气式飞机、火箭、宇航员在太空行走等等。反冲运动不利的一面则需要尽力去排除,比如开枪或开炮时反冲运动对射击准确性的影响等。(四)火箭 1 、火箭:现代火箭是指一种靠喷射高温高压燃气获得反作用向前推进的飞行器。 2 、火箭的工作原理:动量守恒定律当火箭推进剂燃烧时, 从尾部喷出的气体具有很大的动量, 根据动量守恒定律, 火箭获得大小相等、方向相反的动量, 因而发生连续的反冲现象, 随着推进剂的消耗。火箭的质量逐渐减小, 加速度不断增大, 当推进剂燃尽时, 火箭即以获得的速度沿着预定的空间轨道飞行。 3 、火箭飞行能达到的最大飞行速度,主要决定于两个因素: (1 )喷气速度:现代液体燃料火箭的喷气速度约为 ,提高到 3~ 4km/s 需很高的技术水平。(2) 质量比( 火箭开始飞行的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比), 现代火箭能达到的质量比不超过 10。(五)用动量概念表示牛顿第二定