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    2025届新高考物理重点突破:第16讲 动量守恒定律的应用

    王老师

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    3.0分

    共37页 2023-08-19 3知币
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    16 讲 动量守恒定律的应用
    知识图谱
    碰撞
    知识精讲
    一.碰撞
    1.碰撞:碰撞过程是物体之间相互作用时间非常短暂的一种特殊过程,因而碰撞具有
    如下特点:
    1)因相互作用时间短暂,一般满足 F>>F的条件,所以碰撞中动量守恒。
    2)碰撞过程中,物体没有宏观的位移,但每个物体的速度可在短暂的时间内发
    生改变。
    3)碰撞过程中,系统的总动能只能不变或减少,不可能增加。
    2.弹性与非弹性碰撞:
    弹性碰撞过程中机械能守恒。例如:钢球、玻璃球、微观粒子间的碰撞。而非弹
    性碰撞过程中机械能不守恒,减少。例如:木制品、橡皮泥球的碰撞。当两物体碰撞
    后黏合在一起,叫完全非弹性碰撞。
    3一维弹性碰撞的 3个普适性结论的推导
    例如:在光滑水平面上有两个质量分别为 的刚性小球 AB,以初速度 、
    运动,若它们能发生碰撞(为一维弹性碰撞),碰撞后它们的速度分别为 和 。其中,
    、 、 、 是以地面为参考系的,将 AB看作系统。
    由碰撞过程中系统动量守恒,有 ……①
    有弹性碰撞中没有机械能损失,有 ……②
    由①得
    由②得
    将上两式左右相比,可得
    2
    即 或 ……③
    碰撞B相对A的速度为 ,碰撞后 B对于 A速度为 ,
    同理碰撞A相对B的速度为 ,碰撞后 A对于 B速度为 ,
    故③式为 或 ,
    其物理意义是:碰撞后 B相对于 A的速度与碰撞前 B相对于 A的速度大小相等,方向
    相反;碰撞后 A相对于 B的速度与碰撞前 A相对于 B的速度大小相等,方向相反;
    结论 1:对于一维弹性碰撞,若以其中某物体为参考系,则另一物体碰撞前后速度大
    小不变,方向相反(即以原速率弹回)。
    联立①②两式,解得
    ……
    ……
    下面我们对几种情况下这两个式子的结果做些分析。
    若 ,即两个物体质量相等
    ,表示碰后 A的速度变为 ,B的速度变为 。
    结论 2:对于一维弹性碰撞,若两个物体质量相等,则碰撞后两个物体互换速度(即
    碰后 A的速度等于碰前 B的速度,碰后 B的速度等于碰前 A的速度)。
    ,即 A的质量远大于 B的质量
    这时 , , 。根据④、⑤两式,
    表示质量很大的物体 A(相对于 B而言)碰撞前后速度保持不变……⑥
    ,即 A的质量远小于 B的质量
    这时 , 。根据④、⑤两式,
    表示质量很大的物体 B(相对于 A而言)碰撞前后速度保持不变……⑦
    综合⑥⑦,
    结论 3: 对于一维弹性碰撞,若其中某物体的质量远大于另一物体的质量,则质量大
    物体速度至于物体,可1结论 3
    得出。
    4.对心碰撞与非对心碰撞:
    1)对心碰撞(正碰):碰撞以前的运动速度与两球心的连线在同一条直线,碰撞之
    后两球的速度仍会沿着这条直线。
    2)非对心碰撞(斜碰):碰撞之前球的运动速度与两球心得连线不再同一条直线上
    碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线。
    非对心碰撞的两个物体,碰撞前后速度不在同一 条直线上,属于二维碰撞问题。如果
    系统碰撞过程中所受合外力为零,则仍然满足动量守恒,这时通常将动量守恒用分量式
    示。如: 和
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    作者简介

    王老师

    毕业于 211 大学,高考数学 145 分,国家励志奖学金、国家奖学金获得者,省级优秀毕业生。有多年数学教学经验,探索出一套高效率的学习方法,总结出多种知识记忆方法,注重对学生数学思维、解题方法、解题模型的培养。知识创造财富、分享创造价值!如需咨询可添加微信1063053800
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