碰撞在物理复习中的灵活运用1

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1、碰撞在物理复习中的灵活运用龙海一中高三物理连亚庆(第二轮专题复习2004.4.12)高三物理复习到动量这一章节时，碰撞这一物理现象中，动量、能量等关系应用的非常广泛，而且综合题也较多。学生在学习到这里吋，常常是给他们讲解了这-•题，换成同种类型其它题吋，乂往往无从下手，有的甚至寸步难行。在复习教学过程中，若对碰撞过程屮的动量守恒关系、能量关系给学生认真分析清楚后，在其它类型的题中也用碰撞的规律来指导讲解，学生就能够融会贯通，学生的创造性思维能力也得到了提升。在碰撞过程中，两相互作用的物体组成的系统中，相互作用力一般为弹力，而月•碰撞时间极短，作用位移很小，系统相互作

2、用的内力远远大于外力，在此过程中，系统的动量守恒。设有两物体加］、m2,碰撞前速度分别为片()、v2(),而巳v1()〉v2(),相互作用后，速度变为仏、v2/,因为此过程中系统动量守恒：^1^10V20////)})))))}/n1v10+m2v20=m1vk+m2v2/o而动能关系为：+-m2vl。(1)当相互作用力为完全弹性力时，冇关系：丄加阮+丄加2讶0=丄+丄加，即碰撞前总动能等J•碰撞后2222总动能，这一碰撞称之为完全弹性碰撞。高中阶段比较典型的是碰撞在物理复习中的灵活运用龙海一中高三物理连亚庆(第二轮专题复习2004.4.12)高三物理复习到动量这一

3、章节时，碰撞这一物理现象中，动量、能量等关系应用的非常广泛，而且综合题也较多。学生在学习到这里吋，常常是给他们讲解了这-•题，换成同种类型其它题吋，乂往往无从下手，有的甚至寸步难行。在复习教学过程中，若对碰撞过程屮的动量守恒关系、能量关系给学生认真分析清楚后，在其它类型的题中也用碰撞的规律来指导讲解，学生就能够融会贯通，学生的创造性思维能力也得到了提升。在碰撞过程中，两相互作用的物体组成的系统中，相互作用力一般为弹力，而月•碰撞时间极短，作用位移很小，系统相互作用的内力远远大于外力，在此过程中，系统的动量守恒。设有两物体加］、m2,碰撞前速度分别为片()、v2(),

4、而巳v1()〉v2(),相互作用后，速度变为仏、v2/,因为此过程中系统动量守恒：^1^10V20////)})))))}/n1v10+m2v20=m1vk+m2v2/o而动能关系为：+-m2vl。(1)当相互作用力为完全弹性力时，冇关系：丄加阮+丄加2讶0=丄+丄加，即碰撞前总动能等J•碰撞后2222总动能，这一碰撞称之为完全弹性碰撞。高中阶段比较典型的是”20=（），则得到：Vk=—―%畑二一V10om}+m2+m2（2）当相互作用力为非弹性力时，有关系为：—mjVjo+—m2vf0>—m{vl+丄m2vlt,此过程称为一般非弹性碰撞,2222过程中动能有部分损

5、失。（3）当相互作用力为完全非弹性力时，碰撞后vlf=v2/=u,此过程动能损失的最多：A£=（丄力屮

6、：+丄加2讶0）一丄（"+加2）/。这一过程称为完全非弹性碰撞。经过这一系列的探讨，学生们对三个过程屮动量关系、动能关系已有了深刻理解，已可以解一些相关的题目。笔者又以此为起点，对其它类型的相互作用的系统也归纳、引导到碰撞屮去，因为碰撞对学牛来说是有形而具体的了。如，在光滑的水平面上，有两个物体“、加2，它们之间冇一被细线压缩的弹簧，加2靠墙静止，现烧断细线，"被弹出，现在来分析此后的过程。设向右为止方向，当弹簧第一次恢复原长时，“获得最大速度％），此时称为状态1

7、。"获得速度心后，开始远离墙向右作变减速直线运动，与此同时®因弹簧拉伸的弹力作用也开始向右作变加速运动,当m2的速度v1=v2=w时,弹簧被拉到了最长，此时称为状态2。从状态1到状态2可以认为发生了完全非弹性碰撞。此时动能损失的最多。此后，"继续减速，®继续加速，弹簧开始逐渐恢复原长，当弹簧第二次恢复原长吋的状态称为状态3,此时“、加2的速度分别为儿、v2,从状态1到状态3,可称Z为完全弹性碰撞。此过程中，加卍0=加

8、片+/?Z2V2,1<2—A/2

9、V]211讨论:1>当〃?］〉加2吋，儿>0,"；>0,且儿<“2,两者同向;2>mi=m2时，Vj=0,v2>0,

10、两者交换速度;3、加］v加2吋，V,<0,v2>0o然后，小球开始被压缩，当弹簧又一次被压缩到最短吋，两者乂有共同的速度u,此时称为状态4。从状态1到状态4或从状态3到状态4可称为完全弹性碰撞。整个过程的速度——时间图如图所示：又如，质量为M的光滑半圆槽滑块静止在光滑水平面上，现有一质量为m的小球以初速度仏冲上圆弧轨道。现分析此过程，设向左为正方向，且此吋为状态1,小球向上冲的过程中，系统水平方向动量守恒，系统的机械能也守恒。小球的速度逐渐减小，滑块逐渐加速。当小球运动到最高点时（此最高点可能在轨道上，也可能在轨道外），m与M的水平方向速度相等，有共同速度u,小