大学物理碰撞演示课件.pptx

大学物理碰撞演示课件.pptx

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两个或两个以上物体相遇，经过很短暂的时间后其运动状态发生显著变化的现象称为碰撞。

湖南警察学院基础课部,碰撞的特点1、相互作用时间极短。

、相互作用力极大，即内力远大于外力，遵循动量守恒定律。

碰撞,碰撞现象飞鸟撞飞机,湖南警察学院基础课部,据计算，一只加拿大黑雁撞上一架以240千米/小时速度起降的客机，其冲击力相当于400千克重的物体从3米高处下落。

这种冲击力足以撞毁飞机发动机，导致飞机坠毁。

目前，鸟撞飞机已成为威胁航空安全的重要因素之一。

据美国鸟击委员会统计，仅在美国，鸟类以及其他野生动物撞飞机事件造成的经济损失每年超过6亿美元，自1988年以来鸟类以及其他野生动物撞飞机事件已造成至少219人死亡。

湖南警察学院基础课部,高空跳水,高空跳水是一种惊险刺激的体育运动项目，通行的比赛规则要求，男子起跳高度为23至28米，女子起跳高度为18至23米，运动员入水速度约为每小时78至100公里。

当落进水池时，必须确保自己的双脚先“着陆”，并且身体还必须保持绝对紧张和笔直的状态。

巨大的冲击力几乎就和落在水泥地上相似，稍有不慎，跳水者就可能会头骨碎裂，命丧当场。

网球,国际网球联合会2011年3月6日确认，克罗地亚大炮卡洛维奇在本周戴维斯杯克罗地亚与德国队的双打比赛中创造了ATP赛场上的最快发球时速纪录。

之前的纪录是由美国名将罗迪克保持的249.4千米/时，卡洛维奇将其提升到了251千米/时。

湖南警察学院基础课部,汽车碰撞试验,湖南警察学院基础课部,斯诺克,湖南警察学院基础课部,1）对心碰撞（正碰）：

碰撞前后，物体的运动方向在同一直线上。

2）非对心碰撞（斜碰）：

碰撞前后，物体的运动方向不在同一直线上。

V1,V,1,V2,V,2,V1,V2,V1,V2,碰撞的种类1、按运动形式,湖南警察学院基础课部,2、按能量的转化关系,1）完全弹性碰撞,EK=EK2,（能够完全恢复形变,）,非完全弹性碰撞EKEK2（不能够完全恢复形变完全非弹性碰撞EK损失最大（粘合在一起运动）,湖南警察学院基础课部,完全弹性碰撞,由动量守恒定律可得m1v10+m2v20=m1v1+m2v2由机械能守恒定律可得m1v102+m2v202=m1v12+m2v22联立可得,湖南警察学院基础课部,讨论,1）如果m1=m2可得v1=v20和v2=v10,即：

质量相等的两物体发生对心完全弹性碰撞后，物体的速度正好交换。

2）如果m1m2且v20=0可得v1=-v10，v2=0,即：

小质量的物体碰撞后以同样大的速率反弹，而大质量的物体则“岿然不动”。

3）如果m1m2且v20=0可得v1=v10，v2=2v10,即：

大质量的物体碰撞后以同样大的速度运动，而小质量的物体则以两倍于大质量物体初速的速度运动。

湖南警察学院基础课部,完全非弹性碰撞,由动量守恒定律可得m1v10+m2v20=（m1+m2）v可得此种情况下机械能损失为,由于在完全非弹性碰撞中的形变完全不能恢复，因此机械能损失最大。

湖南警察学院基础课部,非完全弹性碰撞,对于非完全弹性碰撞，可以引入恢复系数的概念，恢复系数e定义为,0e1。

湖南警察学院基础课部,其中v10、v20称为碰撞前两物体的接近速度，v1、v2称为碰撞后的分离速度，即恢复系数e等于分离速度与接近速度之比。

恢复系数由发生碰撞的物体材料决定，对于非完全弹性碰撞，由动量守恒定律可得m1v10+m2v20=m1v1+m2v2,方程联立可得,机械能损失为,e=1时，为完全弹性碰撞；e=0时，为完全非弹性碰撞,湖南警察学院基础课部,例2-1如图所示，在竖直平面内有两条光滑轨道，其中AB轨道末端水平，BC轨道为一半径为R的半圆。

现有两质量为m的物体，一个在AB轨道上，一个静止在B点。

若要使两物体在B点碰撞后合为一体并,恰好能通过C点，求应从多高的地方由静止释放m1.,m1,湖南警察学院基础课部,m2,H,A,B,C,解：

m1从A到B过程中机械能,守恒可得mgH=mv2两物体碰撞时动量守恒可得mv=2mv又两物体在B点碰撞后合为一体并恰好能通过C点,mg=mv2/R,c而B到C过程中机械能守恒,mv2=mv2+mg2R,cm=2m,5式联立可得H=10R,R,例2-2如图所示，质量为m的物体A从离平板B为H的高度自由落下,平板质量为M，轻质弹簧的劲度系数为k。

若知物体与平板做完全非,弹性碰撞，求碰撞后弹簧被压缩的最大长度。

解：

物体A自由下落到B板v0=,k,M,H,mA,B,物体A与B板发生完全非弹性碰撞mv0=（M+m）v碰撞前板B处于受力平衡状态kx0=Mg,0,取物体A与板B碰撞后开始压缩弹簧时的位置为重力势能零点，则由机械能守恒定律可得（M+m）v2+kx0=-（M+m）gx+k（x+x0）22方程联立可得,湖南警察学院基础课部,mv0=mv1+mv2而碰撞后两小球的速度不是同一方向，故要写出动量守恒定律的分量式：

x方向：

v0=v1cos1+v2cos2y方向：

0=v1sin1-v2sin2,两式平方后相加可得：

v2=v2+v2+2vvcos（+）0121212,例2-3如图所示，一小球与另一质量相等的静止小球发生弹性碰撞，如果碰撞不是对心的，试证明：

碰撞后两小球的运,动方向彼此垂直。

解：

碰撞过程中动量守恒可得：

m1,m2,v1,v2,y,x,v0,12,湖南警察学院基础课部,又完全弹性碰撞过程中机械能守恒,012,mv2=mv2+mv2,0,1,2,v2=v2+v2,比较后可知cos（1+2）=0即,1+2=/2,湖南警察学院基础课部,