物體碰撞問題三原則教學(xué)內(nèi)容

1、物體碰撞問題三原則物體碰撞問題三原則一、碰撞過程中動量守恒原則發(fā)生碰撞的物體系在碰撞過程中，由于作用時間很短，相互作用力很大，系統(tǒng)所受的外力大小可忽略，動量守恒。二、碰撞后系統(tǒng)動能不增加原則碰撞過程中系統(tǒng)內(nèi)各物體的動能將發(fā)生變化，對于彈性碰撞，碰撞后系統(tǒng)的總動能不變；而非彈性碰 撞過程中系統(tǒng)內(nèi)物體相互作用時，有一部分動能將轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能，系統(tǒng)的總動能將減少。因此，碰撞 前系統(tǒng)的總動能一定大于或等于碰撞后系統(tǒng)的總動能。三、碰撞后運動狀態(tài)符合實際原則碰撞過程的發(fā)生應(yīng)遵循客觀實際，如甲物追乙物并發(fā)生碰撞，碰前甲的速度必須大于乙的速度，碰后 甲的速度必須小于、等于乙的速度或甲反向運動。例1.兩球A、

2、B在光滑的水平面上沿同一直線、同一方向運動，mA 1kg, mB 2kg,Va 6m/s, Vb 2m/s,當(dāng)A追上B并發(fā)生碰撞后，兩球 A B的速度的可能值是（）A.vA5m/s, vB 2.5m/sB. vA2m/s,vB4m/sC.vA4m/s, vB 7m/ sD. vA7m/ s,vB1.5m/ s解析：取兩球碰撞前的運動方向為正，則碰撞前系統(tǒng)總動量 p 10kg m/s,碰撞后，四個選項均滿1 212足動量守恒。碰前系統(tǒng)總動能 Ek -mvA -mvB 22J ,碰后系統(tǒng)總動能叵滿足 Ek 22J ,選項G D不 22滿足被排除。選項A雖然滿足動能關(guān)系，但仔細(xì)分析不符合實際，即碰后

3、球A不可能沿原方向比球B的速度更大，故選項B正確。例2. A、B兩小球在同一水平面上沿同一方向運動，兩球的動量分別是Pa 6kg - m/s, Pb 10kg m/s,當(dāng)A球追及B球并發(fā)生對心碰撞后，關(guān)于兩球碰后動量 Pa'和Pb'的數(shù) 值正確的是（）A. PA' 7kg m/s, pB' 9kg - m / sB. pA' 6kg - m/s, pB' 10kg , m/sC. Pa' 6kg m/s, Pb' 22kg m/sD. Pa'3kg m/s, Pb ' 19 kg m/s解析：選取小球初動量方向為正

4、，顯然四個選項均滿足Pa PbPa' Pb,但因球A追上球B發(fā)生碰撞故有Vb' Vb即 Pb'Pb故可排除選項A B12mBVB219因為EkmAvAkA A212 1Ek' -mAVAjbV22又因為1mBVB122mBvB2及動能關(guān)系EkEk,有1, 212-mAVA-mAVA22得 Va'2Va2,即 Va Va' Va從而有Pa PaPa,據(jù)此可排除選項C,正確答案為選項D例3.在光滑的水平面上，有兩個小球 A、B沿同一直線同向運動，已知碰前兩球的動量分別為pA 12kg m/s, pB 13kg m/s, A球追上B球并發(fā)生碰撞后，它們

5、動量的變化是pA與pB ,下列數(shù)值可能正確的是（）A.pA3kg m/s,pB3kg m/sB.pA4kg m/s, pB 4kg m/sC.Pa5kg m/s,pB5kg m/sD.pA24kg m/s, pB 24kg m/s解析：選取小球A B的初動量方向為正方向，從動量守恒的觀點看，四個選項都滿足pA pB ,由于球A B同向運動，兩球能發(fā)生碰撞，必有 Va Vb且Vb Vb ,所以有Pb 0,據(jù)此可排除選項B。由動能關(guān)系有 -mAvA2 -mBvB2 1 mAvA'2 -mBvB'2 2222因為-mBvB21 mBvB '222所以-mAvA'2 m

6、AvA2 22故 Va Va' Va,有 2VaVa 0即 2PAPa 0據(jù)此可排除選項D,因此正確答案為選項 A Co例4. A、B兩物體在光滑的水平面上同向前進(jìn)，它們的動量分別為pA 5kg - m / s , pB 7kg - m / s 0 A從后面追上B發(fā)生碰撞后，B的動量變?yōu)閜B' 10kg m/s,則兩球質(zhì)量關(guān)系可能為（A. Ma MbB. 2M A MBC. 4M A M BD.6M a M b解析：由動量守恒定律，碰撞后 A球動量必為pA'2kg m/ s由題意分析有vA vB, vBVa,據(jù)此可排除選項A D=對選項B不妨設(shè)ma m,則Mb 2m ,則又P22mEk ,即 Ek2P2m、，52碰撞刖Ek 一2m722 2m994m碰后Ek'221021082m 2 2m 4m此時EJ