碰撞专题研究-人教版[整理]

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1、碰撞专题近儿年高考物理“压轴题”命题往往不是在物理情景上求新奇怪异，而以传统题目翻新的学科内综合考查愈显突出.可以预见，动量守恒定律尤其与机械能守恒、能量转化等相关知识的综合应用，仍是今后高考不可回避的考查重点.考查的难点将集中于复杂物理过程的分析、动最守恒条件的判定，参与作用的物体系统（研究对象）灵活选取等方面.而碰撞问题往往是常考的模型.从物理方法的角度看，处理碰撞问题，通常使用系统方法、能量方法、守恒方法及矢量概念.从能力上看，碰撞问题一般考查理解能力、推理能力、分析综合以及应用能力等.1.碰撞基本模空不熟习.不能同时考

2、虑碰撞三原则：⑴动量守恒；⑵能量关系；⑶符合物理情景.2.不善于分析比较复杂的物理过程.不善于用程序法对全过程进行分段分析，不能明确题给情景可分为哪些阶段，在每一阶段屮所选系统内的物休的受力情况如何，哪些是系统内部物体之间相互作丿IJ的内力，哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力，及得一•阶段系统内各物体做什么运动，各物体运动间关系.3.不善于借助于示意图建立清晰的物理图景.㈠.葬清基卒碰撞模型碰撞是指运动物体相遇而接触，在极短的时间内，相互作用的两物体动量发生突变，两物休的位移可近似认为是零的一个过程.碰撞的特点：作用时间短

3、，相互作用力大，因此碰撞问题都遵守动量守恒定律•碰撞是物理上一个重要模型，它涉及到动量守恒定律、能量守恒、动量定理等.在处理碰撞问题时，通常要抓住三项基本原则：1.碰撞过程中动量守恒原则发纶碰撞的物体系在碰撞过程中，由于作用时间很短，相互作用力很大，系统所受的外力大小可忽略，动量守恒.2.碰撞后系统动能不增原则碰撞过程中系统内各物体的动能将发生变化，对于弹性碰撞，系统内物体间动能相互转移，没有转化成其他形式的能，因此总动能守恒；而非弹性碰撞过程屮系统内物体相互作用时有一部分动能将转化为系统的内能，系统的总动能将减小.因此，碰询

4、系统的总动能一定大于或等于碰后系统的总动能.3.碰撞后运动状态的合理性原则碰撞过程的发生应遵循客观实际，如卬物追乙物并发生碰撞，碰前卬的速度必须大于乙的速度，碰后甲的速度必须小于、等于乙的速度或甲反向运动.三种碰按的特点⑴、弹性碰撞碰撞结果后，形变全部消失，末态动能没有消失.所以，不仅动量守恒，而且初、末动能相等，即I・+zn2v2=WjVj+m2v2—mjvf+—W2V2=丄加i『f+丄加2"呀若v2=0（—动一静），发生弹性正碰，贝q有mV=加卩1+W2V2121,2•,2牙加卩1=牙加卩1+V2-2m，V2则由①②两

5、式得v；=叫片mA+m2m}+m2牙加2眩A.当“〉加2时，片'〉0川2‘>0两球均沿初速度V］方向运动.，，B.当“=加2时,V1=0,V2=VI・两球交换速度（恢复形变结束的时刻，完成交换速度），主动球停下，被动球以V］速度开始运动.C.当加］<加2时，片'<0,卩2‘〉0・主动球反弹，被动球沿初速度V］方向运动.被动球获得最大速度、最大动量和最大动能的条件2/772v•・・必二一V,=—・••当m,»m2时，V2‘最大为Vm=2V{“+m2］+生m,rt2m.m,2m.v..*p°==-----------Vj=----

6、------■■加1+叫]+“m2•:当ni2^>mi时,p2‘最大为Pm=2m］V］=2p•这一结果还可以简捷地根据•1r2十24)24/?2j/7?27Ekl=~m2^22+加2(//?!+m2)2Ap2=-A/?]求得.•I当m2=mi时，E2km=—Z7?]V,=Eki.⑵、完全非弹性碰撞碰撞结束后，两物体合二为一，以同一速度运动；形变守全保留，动能损失最大.所以，动量守恒，而初、末动能不相等，即t1+加2卩2=mlvl+m2v2~mv~^~m2v2=~(ml+m2)v2max证明:①设两个物体质量分别为mi和n

7、h，碰撞前后的速度分别为卩］、巾和中‘、巾‘，碰撞前系统的总动量为有p=mxv}+m2v2①又设碰撞前后系统的总动能分别为ER和EJ,有E；=如哈如讨；②系统损失的机械能为要肚上最大,则有EJ最小.由①得吋="一加2叮③当冬'=—-—吋,m}+m2乞‘最小，将卩2‘=—-—代入③得吋=—左—mx+m2ml+m2■m22(mi+m2)v/-2pm2v2+p即两物体速度相等时系统动能损失最大，也即碰后粘在一起.“一动一静”完全非弹性碰撞的基本计算关系如图所示，在光滑水平面上，冇一块静止的质虽为M的木块，一颗初动最为加巾的子弹，水平

8、射入木块，并深入木块d,H•冲击过程中阻力广恒定。I•碰撞后共同速度v根据动量定恒，共同速度为「=上4①M+mII•木块的冲击位移s设平均阻力为分别以子弹，木块为研究对彖，根据动能定理，有fs=-Mv2②2_f(s+d)=—mv2_丄加③由①、②和③式可得5=—^—d