高考物理碰撞类题.doc

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1、高考物理碰撞类题1．关于2007年和2006年碰撞问题的高考物理题总论 　　碰撞问题与日常生活息息相关，很多实际情景可提炼抽象成碰撞模型，这类问题的背景材料十分丰富。另外，碰撞过程中相互作用的两个物体在碰撞前后各自可有丰富的运动形式，从直线运动到圆周、平抛运动；碰撞的对象非常广泛，大到宇宙中的天体，小到微观粒子，这类问题又能够将高中的主干知识贯穿起来。因此，在题量少，分值大的理综考试模式中更是频频出现。07年全国卷ⅠⅡ、广东卷、06年的天津、四川、重庆、江苏、广东卷中都出了大题，其中06四川、重庆

2、和广东卷更是以压轴题形式出现。品读这些题目，其突出表现为四大特点：一是，碰撞的形式丰富，囊括了很多的类型，06年天津、四川、江苏、重庆和07年全国卷ⅠⅡ、广东卷为弹性正碰，06四川卷为非弹性碰撞，06天津卷、07北京卷为完全非弹性碰撞；二是，碰撞前后物体的运动形式非常丰富，从沿袭以往的直线运动（06天津卷）到受轨道绳子制约的圆周运动（07全国卷Ⅰ、07广东卷、06重庆卷），复合场中的平抛和圆周运动（06四川卷）；三是，碰撞呈现出周期性（07全国卷Ⅰ、06重庆和广东卷）；四是碰撞过程中普遍都是一静一

3、动，两个物体同时动的很少，06江苏卷在水平方向上依然为一静一动。 　　2．碰撞在高考中地位之大从以上分析可想而知，那么教材和考试说明、课程标准、考试大纲对碰撞问题又有什么要求呢？笔者收集整理如下： 　　《高中物理新课标教材·选修3-5》的“第十六章第4节碰撞”对弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞、对心碰撞和非对心碰撞讲解的非常详细，对中子的发现也以科学足迹的形式让学生了解掌握。 　　《全日制普通高级中学物理课程标准》关于碰撞与动量守恒的内容标准： 　　（1）探究物体弹性碰撞的一些特点。知道弹性碰

4、撞和非弹性碰撞。 　　（2）通过实验，理解动量和动量守恒定律，能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题。知道动量守恒定律的普遍意义。 　　《2007年全国统一考试物理科考试大纲课程标准实验版》模块3-5；主题：内容弹性碰撞和非弹性碰撞；要求：Ⅰ；说明：只限于一维。 　　《2007年普通高等学校招生全国统一考试大纲（物理）》内容：32．动量知识和机械能知识的应用（包括碰撞、反冲、火箭）；要求：Ⅱ。 　　《全日制普通高级中学物理教学大纲（试验修订版）》没有提到碰撞问题。 　　3．从以上内容可见，各版本教材

5、、考纲和考试说明对碰撞要求不同。针对这种情况，笔者认为有必要对碰撞问题进行系统说明 　　碰撞：当两个物体非常接近时，它们的相互作用改变了它们的运动状态，即引起动量和能量的交换，我们就说，它们发生了碰撞。由此可知，发生碰撞必须要满足两个条件：一是这种相互作用在较短的时间内发生，二是使两个质点的运动发生显著的变化。这是广义上的碰撞，例如两个微观粒子的碰撞。 　　在宏观现象中，碰撞意味着两物体直接接触，其特点是：相碰的物体在接触前和分离后没有相互作用，接触的时间很短，接触时发生的相互作用比较强烈，因而在

6、接触过程中可以忽略外力而就两个相撞的物体作为一个整体运用动量守恒定律。 　　碰撞按速度是否在同一直线上分有两类；（1）正碰（对心碰），它的特点是碰撞前后，速度都在同一条直线上。（2）斜碰是指碰撞前后速度不在同一条直线上。若将斜碰作正交分解，就可等效为两个方向的正碰问题，因此掌握正碰的规律，是解决问题的基础。 　　3．1弹性碰撞 　　如果两个物体（以两个弹性小球为例）在碰撞过程中，没有机械能的损失，这样的碰撞称为弹性碰撞。设两球质量分别为m1、m2，初速度分别为v1、v2，碰撞后的速度分别为，则：（

7、动量守恒）， 　　（动能在碰撞前后保持不变）。 　　可得，，。 　　动能的损失为： 　　3．2非弹性碰撞 　　如果在碰撞过程中，有一部分机械能转变为其他形式的能量，如发热，则是属于非弹性碰撞。其动能的损失为：。 　　有一种很特殊的非弹性碰撞，比如碰后两小球结合在一起，不再分开；子弹射入到木箱中等这些称为完全非弹性碰撞， 　　碰后的速度表达式为：。 　　，这种碰撞的动能损失最大。 　　3．3恢复系数e 　　为了完全求解非弹性碰撞问题，除动量守恒定律外，还要借助一个实验性定律──碰撞定律，所谓碰撞定律

8、是：当某两种材料的物体碰撞时，二物体分离时的相对速度与接近时的碰前相对速度成正比，用式子表示为：，其中比例常数叫恢复系数。要使两物体能趋近以至相碰，必然有；要使两物体碰后能够分离，必须有，由此恢复系数e必是正值。 　　恢复系数e决定构成两物体材料性质，这个数值由实验测定。e等于1是弹性碰撞，两物体碰后能完全恢复形变。0