两带电小球直线上碰撞市公开课金奖市赛课一等奖课件.pptx

,大学物理讨论课,两个带电小球碰撞问题研究,大学物理讨论课,两个带电小球碰撞问题研究,大学物理讨论课,两个带电小球碰撞问题研究,第1页,第1页,一.,两带电小球直线上碰撞,二.,两带电小球平面上斜撞,第2页,第2页,我们现在研究两个带电小球在无外力作用下碰撞问题,能否得出相应动力学方程是我们研究重点,我们用(x,y,z)表示两小球非惯性系下坐标，用(x1,y1,z1),表示在相应惯性系下坐标。,x1,y1,z1,y,x,z,m,2,m,1,0,由牛顿运动定律有,1球惯性力,非惯性系(x,y,z)相对于,惯性系(x1,y1,z1)加速度,第3页,第3页,第4页,第4页,第5页,第5页,碰前电场力所做功为一对力所做功,可认为一个带电小球静止(如图中,m,1,)，而它所在位置为坐标原点，再计算另一个小球在此坐标系中运动时所受力所做功。,两点间“一对力”所做功只决定于两点,相对路径,，因而,和拟定两点位置所选参考系无关。,第6页,第6页,第7页,第7页,我们讨论第一个情况：初速度相同，完全弹性碰撞,两带电小球碰后电量中和平分,s,x,y,0,2r,第8页,第8页,s,x,y,0,2r,H,第9页,第9页,另外我们还利用此模型推导了机械能关系,第10页,第10页,两小球质量相等，电性相反，带电量不等，其中一,小球固定不动，另一小球以速度v发生完全弹性碰撞,y,x,0,第11页,第11页,第12页,第12页,第13页,第13页,若考虑摩擦，两小球发生完全弹性碰撞和非完全弹性碰撞,小球运动情况如何？,完全弹性碰撞,我们还是从功效转换上换一个思维办法,碰前电场力做功：,对两个小球应用动能定理,s,x,y,0,2r,第14页,第14页,第15页,第15页,第16页,第16页,完全弹性碰撞有摩擦,碰前电场力做功：,对两个小球应用动能定理,s,x,y,0,2r,第17页,第17页,第18页,第18页,第19页,第19页,两小球带同种电荷，完全弹性碰撞，地面光滑。,假如不能碰撞，则两球刚好接触没有发生碰撞时，为临界点此时速度刚好为零。,动能定理,s,x,y,0,第20页,第20页,由动能定理,证实,二式,第21页,第21页,柯尼希定理:一个质点系相对于某一个惯性系总动能等于该质点系,轨道动能和内能之和。,数学描述:,系统对某,惯性系,动能,系统质心,对惯性系,动能。,是系统对,外运动,动能部分,两球系统,对质心,动能。是,系统对内,相对动能,第22页,第22页,第23页,第23页,两小球带同种电荷，完全弹性碰撞，地面有摩擦。,假如不能碰撞，则两球刚好接触没有发生碰撞时，为临界点此时速度刚好为零。,动能定理,第24页,第24页,由动能定理,第25页,第25页,若碰后小球正好能回到出发点,s,x,y,0,2r,H,第26页,第26页,第27页,第27页,两小球带同种电荷，非完全弹性碰撞，地面有摩擦。,假如不能碰撞，则两球刚好接触没有发生碰撞时，为临界点此时速度刚好为零。,动能定理,第28页,第28页,第29页,第29页,由动能定理,第30页,第30页,若碰后小球正好能回到出发点,第31页,第31页,二.平面上碰撞,两个带异号电荷小球，发生正碰，平面光滑。,发生完全弹性碰撞。,分析：与前在直,线上碰撞,类似,第32页,第32页,两带异号电荷小球，发生非正碰完全弹性碰撞，平面光滑。,y,x,y,x,第33页,第33页,x,y,0,b,A,B,第34页,第34页,第35页,第35页,第36页,第36页,