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物理学习指导:两物体对心碰撞三关系及其应用

(2011-06-16 21:17:17)
标签:

物理

学习指导

二物体

对心

碰撞

关系

应用

分类: 物理综合学习指导

    两物体对心碰撞时,存在着以下三个关系:

  一、碰撞前后系统总动量、各物体动量变化量和冲量间关系

  当系统某一方向所受的合外力为零,或者物体间相互作用的内力远大于外力时,可认为这一方向系统动量守恒,则:

  ①总动量http://s2/middle/811ca2764a5d362fff171&690

  ②两物体动量变化量等大反向,也即http://s6/middle/811ca2764a5d3636e7265&690

  ③两物体相互作用冲量等大反向,也即http://s2/middle/811ca2764a5d364fa58d1&690

  二、碰撞前后系统动能关系

  设碰撞前两物体动能分别为http://s7/middle/811ca2764a5d367a99886&690;完全非弹性碰撞(也即碰后两物体会粘在一起运动或两物体具有共同速度的碰撞)动能损失最大,转化为其它形式的能量也最多。

  三、碰撞前后物体速度及位置关系

  (1)物体A、B两物体在一直线上同向运动,若A能追撞上B物体,则意谓着http://s2/middle/811ca2764a5d36b571131&690

  (2)等质量的两物体对心弹性碰撞时,两者会交换速度。

  (3)碰撞可认为瞬间于当地完成。即两小球在某位置对心碰撞,也在该位置分开。

  (4)等大的两小球对心碰撞时不会越过物体而向前作直线运动。

  把握好两物体对心碰撞时所存在的三个关系,可快速地解决相关物理问题。

  例1.相同的A、B两小球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A球的动量是7kg·m/s,B球的动量是5kg·m/s。A球追上B球时发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能值是

  (A)http://s7/middle/811ca2764a5d36e7cd9f6&6906kg·m/s

  (B)http://s13/middle/811ca2764a5d37466a02c&690

  (C)http://s13/middle/811ca2764a5d3759c2bac&69014kg·m/s

  (D)http://s14/middle/811ca2764a5d40de1ffad&69017kg·m/s

  解析:两小球组成系统碰撞中动量守恒,碰撞前总动量为12kg·m/s,而(A)、(B)、(C)三个选项均符合动量守恒关系,但碰撞后系统总动能应小等于碰撞前的总动能,也即http://s3/middle/811ca2764a5d40e593362&690,将各组数据代入该动能间关系式,可知只有选项(A)与之相符。同样地,对于选项(A),两小球碰后同向运动时A小球速度减小而B小球速度增大,速度关系和位置关系也相符,故正确选项为(A)。

  例2.A、B两球在光滑轨道上,向同方向运动,已知它们的动量分别是http://s9/middle/811ca2764a5d411b70558&690间关系可能是下列的哪几种?

  (A)http://s14/middle/811ca2764a5d411dd5e1d&690

  (C)http://s13/middle/811ca2764a5d411fed3ac&690

  解析:将数据代入动量关系http://s1/middle/811ca2764a5d412312f40&6902kg·m/s;

将数据代入动能关系http://s6/middle/811ca2764a5d4136a3275&690

  碰撞前A球追撞B球,速度应满足http://s16/middle/811ca2764a5d4149e07ff&690

  两球碰撞后同向运动,速度应满足http://s3/middle/811ca2764a5d41614af92&690

  综合以上几种情况,可知选项(C)正确。

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