从高考题看碰撞问题的学习方法

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1、大沥镇高级中学教师论文　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2006.6.22从高考题看碰撞问题的学习方法佛山市南海区大沥镇高级中学　刘强初摘　要：以2004年和2005年广东高考物理试题为例，总结碰撞问题的学习方法和解题技巧，给予学生在今后的学习中以有益的建议。关键词：碰撞　解题技巧学习建议正　文：物理高考经过多年的改革之后，高考试题不再是单纯的关注于对知识的掌握与机械应用。而是更注重知识的形成和问题解决过程中所涉及的科学思想和方法；更关注于学生解决实际问题的能力。碰撞问题，是在生活中经常遇到的问题，同时又是比较综合的考察学生对运动现象的

2、综合处理能力的一类物理问题。因此近年来一直是高考物理试题中的重点与难点。一、碰撞问题的特点及规律在高中物理中所涉及到的问题，由于学生所掌握的物理知识有限，都被根据一定的假设条件建立起适合与学生解决问题的物理模型。在碰撞问题中。忽略碰撞时间，将物体接触的时间定义为极短，因此物体接触过程中的位移忽略，撞击物之间相互作用的内力极大。为此，在碰撞现象中，有时尽管撞击物所受的合外力不为零，但合外力的冲量远小于内力的冲量，若仅以相撞物体为系统，则动量近似守恒。假设碰撞的整个过程中，物体均做直线运动。将碰撞问题可分为撞击模型和追及模型。撞击模型中，若两物碰后同向运动，则撞入物的速度应小于或等

3、于被撞物的速度；在追及模型中，碰撞后，撞入物的速度应等于或大于被撞物的速度(即速度较大的物体在碰撞后仍具有较大的速度)。假设在碰撞过程中，满足动量守恒定律要求的所有条件。这就要求学生在解决此类问题的过程中，必须将动量守恒定律作为解决问题的手段之一。并且部分的满足能量的转化与守恒定理，即除了爆炸与反冲现象以外，在碰撞的过程中，系统的动能不可能增加。从动能改变的观点，可以将碰撞问题归结为：弹性碰撞（碰撞过程中动能守恒），非弹性碰撞（碰撞过程中动能不守恒），完全非弹性碰撞（碰撞过程中系统的动能损失最大）。假设碰撞过程的前后，物体的运动可通过由牛顿力学第二定律推导的物体直线运动规律完全

4、描述，力学根源可由牛顿力学第二定律完全解释。在高中物理的知识体系中，运动学的规律完全建立在牛顿力学的基础之上，那么碰撞问题必须满足牛顿力学所要求的条件，因此学生在解决碰撞问题的过程之中，必须将牛顿力学定律，以及有牛顿力学定律推倒的直线运动规律作为解决问题的手段之一。第5页共5页大沥镇高级中学教师论文　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2006.6.22二、例题解析【例1】（2005年高考物理广东卷）如图所示，两个完全相同质量为m的木板A、B置于水平面上。它们的间距s=2.88m，质量为2m、大小可以忽略的物块C置于A板的左端。C与A之间的

5、动摩擦因数为=0.22，A、B与水平面之间的动摩擦因数=0.10，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。开始时，三个物体处于静止状态，现给C施加一个水平向右，大小为mg的恒力F，假定A、B碰撞时间很短且碰撞后粘连在一起，要使C最终不脱离木板，每块木板的长度最少要为多少？分析：在A，B碰撞之前，A，C间的最大静摩擦力为2mg=0.44mg，大于C所受到的外力0.4mg，因此，A，C之间无相对运动。所以A，C可作为一个整体。碰撞前A，C的速度可以用动能定理求出。碰撞之后，A，B具有共同的速度，C的速度不变。A，C间发生相对运动。并且根据题意，A，B，C系统所受的摩擦力等于F，因此系统所

6、受的合外力为零。可运用动量守恒定理求出C刚好不脱离木板的系统最终的共同速度。然后，运用能量守恒定律求出A，B的长度，即C与A，B发生相对位移的距离。解题过程：由于F小于A，C间最大静摩擦力，所以A，C无相对运动。FS-3mgS=3m解得=m/s=m/s，m=2m，得=m/s因为，F=4mg=0.4mg;所以，A，B，C组成的系统合外力为零2m+2m=4m得，=m/s由能量守恒定理得F2L+4m-2mg2L=2m+2mL=5m第5页共5页大沥镇高级中学教师论文　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2006.6.22知识总结：该例题所涉及的知识

7、点比较多，要求学生有比较系统的力学知识。在分析碰撞之前的物理过程，很多同学由于不注意拉力F小于A，C之间的静摩擦力这样一个小问题，而未利用动能定理求解碰撞前的瞬时速度。而在碰撞后，所形成的连接整体所受的合外力为零。系统的动量守恒。除了应用能量守恒定理分析系统的动能变化来求得木板的长度，对于运动学知识掌握较好的同学也可以着在A，B组成的参考系中，运用直线运动规律求解。但注意在选择A，B为参照物的参考系中，由于是非惯性系，分析物体的受力情况需要引入惯性力的概念，已经超出了高中物理所要求的范围。感