高中物理动量和碰撞问题解题要点
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高中物理力学动量问题解析一、动量问题的基本概念动量是物体运动状态的量度,表示物体运动的惯性大小和方向。
动量的大小等于物体质量与速度的乘积,即p=mv,其中p为动量,m为质量,v为速度。
二、动量守恒定律动量守恒定律是指在一个封闭系统中,如果没有外力作用,系统内物体的总动量保持不变。
这意味着物体之间的相互作用会导致动量的转移,但总动量的大小保持不变。
例题1:两个质量相同的小球在光滑水平面上碰撞,碰撞前一个小球的速度为2m/s,另一个小球静止。
碰撞后两个小球的速度分别是多少?解析:由于碰撞前没有外力作用,系统的总动量守恒。
设碰撞后两个小球的速度分别为v1和v2,则根据动量守恒定律可得:2m/s = mv1 + mv2由于两个小球质量相同,可得:2m/s = 2mv所以,v1 + v2 = 2m/s根据题目中的条件,一个小球的速度为2m/s,另一个小球静止,代入上式可得:2m/s + 0 = 2m/s因此,碰撞后两个小球的速度分别为2m/s和0。
三、动量定理动量定理是指当一个物体受到外力作用时,物体的动量会发生变化。
动量定理可以表述为:物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化。
例题2:一个质量为0.5kg的物体以10m/s的速度运动,受到一个冲量为5N·s 的力作用,物体的速度变为多少?解析:根据动量定理,物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化。
设物体在受力作用前的速度为v1,在受力作用后的速度为v2,则有:FΔt = mv2 - mv1代入题目中的数值,可得:5N·s = 0.5kg·v2 - 0.5kg·10m/s化简后可得:5N·s = 0.5kg(v2 - 10m/s)解方程可得:v2 - 10m/s = 10m/s因此,物体的速度变为20m/s。
四、动量守恒定律在碰撞问题中的应用动量守恒定律在碰撞问题中具有重要的应用价值。
在弹性碰撞中,碰撞前后物体的动量守恒,同时动能也守恒;而在非弹性碰撞中,碰撞前后物体的动量守恒,但动能不守恒。
一、碰撞过程中动量守恒原则发生碰撞的物体系在碰撞过程中,由于作用时间很短,相互作用力很大,系统所受的外力大小可忽略,动量守恒。
二、碰撞后系统动能不增加原则碰撞过程中系统内各物体的动能将发生变化,对于弹性碰撞,碰撞后系统的总动能不变;而非弹性碰撞过程中系统内物体相互作用时,有一部分动能将转化为系统的内能,系统的总动能将减少。
因此,碰撞前系统的总动能一定大于或等于碰撞后系统的总动能。
三、碰撞后运动状态符合实际原则碰撞过程的发生应遵循客观实际,如甲物追乙物并发生碰撞,碰前甲的速度必须大于乙的速度,碰后甲的速度必须小于、等于乙的速度或甲反向运动。
例1.两球A、B在光滑的水平面上沿同一直线、同一方向运动,,,,当A追上B并发生碰撞后,两球A、B的速度的可能值是()A.B.C.D.解析:取两球碰撞前的运动方向为正,则碰撞前系统总动量,碰撞后,四个选项均满足动量守恒。
碰前系统总动能,碰后系统总动能应满足,选项C、D不满足被排除。
选项A虽然满足动能关系,但仔细分析不符合实际,即碰后球A不可能沿原方向比球B的速度更大,故选项B正确。
例2.A、B两小球在同一水平面上沿同一方向运动,两球的动量分别是,当A球追及B球并发生对心碰撞后,关于两球碰后动量和的数值正确的是()A.B.C.D.解析:选取小球初动量方向为正,显然四个选项均满足,但因球A追上球B发生碰撞故有即故可排除选项A、B因为又因为及动能关系,有得,即从而有,据此可排除选项C,正确答案为选项D。
例3.在光滑的水平面上,有两个小球A、B沿同一直线同向运动,已知碰前两球的动量分别为,A球追上B球并发生碰撞后,它们动量的变化是与,下列数值可能正确的是()A.B.C.D.解析:选取小球A、B的初动量方向为正方向,从动量守恒的观点看,四个选项都满足,由于球A、B同向运动,两球能发生碰撞,必有且,所以有,据此可排除选项B。
由动能关系有因为所以故,有即据此可排除选项D,因此正确答案为选项A、C。
动量守恒定律及碰撞问题解析动量守恒定律是物理学中一个重要的基本原理,它在解决碰撞问题时发挥着重要的作用。
本文将对动量守恒定律进行详细的解析,并探讨碰撞问题的应用。
一、动量守恒定律的概念及原理动量是物体运动的一个重要物理量,它等于物体的质量与速度的乘积。
动量守恒定律指出,在一个孤立系统中,当没有外力作用时,系统的总动量保持不变。
动量守恒定律的数学表达为:∑mv = ∑mv'其中,m为物体的质量,v为物体的初速度,v'为物体的末速度。
∑mv表示碰撞前系统的总动量,∑mv'表示碰撞后系统的总动量。
二、弹性碰撞问题的解析弹性碰撞是指碰撞后物体能够恢复其原有形状和大小,并且动能守恒。
在弹性碰撞中,动量守恒定律可以用来解决碰撞前后物体的速度和质量之间的关系。
考虑两个物体A和B的弹性碰撞情况。
设它们的质量分别为m1和m2,初速度分别为v1和v2,碰撞后的速度分别为v1'和v2'。
根据碰撞前后的动量守恒定律可以得到以下方程组:m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2' (1)(1/2)m1v1^2 + (1/2)m2v2^2 = (1/2)m1v1'^2 + (1/2)m2v2'^2 (2)通过解方程组(1)和(2),可以求解出碰撞后物体A和物体B的速度。
这种方法在解决弹性碰撞问题时非常实用。
三、非弹性碰撞问题的解析非弹性碰撞是指碰撞后物体不能完全恢复其原有形状和大小,动能不守恒。
在非弹性碰撞中,可以利用动量守恒定律解决碰撞前后物体的速度和质量之间的关系。
考虑两个物体A和B的非弹性碰撞情况。
设它们的质量分别为m1和m2,初速度分别为v1和v2,碰撞后的速度为v。
根据碰撞前后的动量守恒定律可以得到以下方程:m1v1 + m2v2 = (m1 + m2)v (3)通过解方程(3),可以求解出碰撞后物体的速度。
需要注意的是,非弹性碰撞中动能不守恒,所以无法通过动量守恒定律求解出速度的具体数值。
高中物理动量守恒在碰撞中的动量变化在高中物理的学习中,动量守恒定律是一个极其重要的概念,尤其是在研究碰撞问题时,它能够帮助我们清晰地理解和分析物体在相互作用过程中的动量变化情况。
首先,让我们来明确一下什么是动量。
动量(momentum)用字母“p”表示,它等于物体的质量“m”乘以速度“v”,即 p = mv。
动量是一个矢量,其方向与速度的方向相同。
而动量守恒定律指的是:如果一个系统不受外力或者所受合外力为零,那么这个系统的总动量保持不变。
在碰撞现象中,动量守恒定律有着广泛的应用。
碰撞可以分为弹性碰撞和非弹性碰撞。
弹性碰撞是一种理想的情况,在弹性碰撞中,不仅动量守恒,而且动能也守恒。
比如说两个质量分别为 m1 和 m2 的小球,它们的速度分别为 v1 和 v2,发生弹性碰撞后,速度分别变为 v1' 和 v2' 。
根据动量守恒定律,有 m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2' ;同时,由于动能守恒,还满足 1/2m1v1²+ 1/2m2v2²= 1/2m1v1'²+ 1/2m2v2'²。
通过联立这两个方程,我们就可以求解出碰撞后的速度 v1' 和 v2' 。
非弹性碰撞则相对复杂一些。
在非弹性碰撞中,动量守恒,但动能不守恒,有一部分动能会转化为其他形式的能量,比如内能。
比如一辆车撞到一堵墙后停下来,这就是一个非弹性碰撞,车的动能减少了,但动量是守恒的。
为了更深入地理解碰撞中的动量变化,我们来看一个具体的例子。
假设在一个光滑的水平面上,有一个质量为 2kg 的小球 A 以 5m/s 的速度向右运动,与一个质量为 3kg 静止的小球 B 发生正碰。
碰撞后,小球 A 以 1m/s 的速度向左运动。
根据动量守恒定律,我们可以列出方程:mAvA + mBvB = mAvA' + mBvB'其中,m A = 2kg,v A = 5m/s,m B = 3kg,v B = 0,v A' =-1m/s。
高中物理碰撞定律题解技巧碰撞定律是高中物理中一个重要的概念,涉及到动量守恒和动能守恒两个原理。
在解题过程中,我们可以通过一些技巧来帮助我们更好地理解和应用碰撞定律。
一、碰撞的类型在碰撞问题中,常见的有完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞和部分非弹性碰撞。
完全弹性碰撞是指碰撞前后物体的动能守恒,而完全非弹性碰撞是指碰撞前后物体粘合在一起,动能不守恒。
部分非弹性碰撞则介于两者之间,部分动能守恒。
例如,有一道题目:两个质量分别为m1和m2的物体以速度v1和v2相向而行,它们发生完全弹性碰撞后,求碰撞后两个物体的速度。
解题思路:由于是完全弹性碰撞,动能守恒,我们可以利用动能守恒定律来解题。
碰撞前的总动能等于碰撞后的总动能,即m1v1^2 + m2v2^2 = m1v1' ^2 +m2v2' ^2。
根据动量守恒定律,碰撞前后的总动量相等,即m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'。
通过这两个方程,我们可以解得碰撞后两个物体的速度v1'和v2'。
二、动量守恒在碰撞问题中,动量守恒是一个非常重要的原理。
根据动量守恒定律,碰撞前后物体的总动量保持不变。
例如,有一道题目:一个质量为m1的物体以速度v1向右运动,与一个质量为m2的静止物体发生完全非弹性碰撞,求碰撞后两个物体的速度。
解题思路:由于是完全非弹性碰撞,两个物体粘合在一起,动量守恒,我们可以利用动量守恒定律来解题。
碰撞前的总动量等于碰撞后的总动量,即m1v1 =(m1 + m2)v'。
通过这个方程,我们可以解得碰撞后两个物体的速度v'。
三、应用题解析在解决碰撞定律的应用题时,我们需要注意一些常见的考点。
1. 弹性碰撞中速度的计算例如,有一道题目:两个质量分别为m1和m2的物体以速度v1和v2相向而行,它们发生完全弹性碰撞后,求碰撞后两个物体的速度。
解题思路:根据完全弹性碰撞的定义,我们可以利用动能守恒定律和动量守恒定律来解题。
碰撞问题(⼀)——考点透析碰撞问题是历年⾼考试题的重点和热点,同时它也是同学们学习的难点.它所反映出来的物理过程、状态变化及能量关系,能够全⽅位地考查同学们的理解能⼒、逻辑思维能⼒及分析推理能⼒.⾼考中考查的碰撞问题,碰撞时间极短,位移为零,碰撞过程遵循动量守恒定律.⼀、考点诠释两个(或两个以上)物体相遇,物体之间的相互作⽤仅持续⼀个极为短暂的时间,⽽运动状态发⽣显著变化,这种现象称为碰撞。
碰撞是⼀个基本,⼗分重要的物理模型,其特点是:1.瞬时性.由于物体在发⽣碰撞时,所⽤时间极短,因此在计算物体运动时间时,通常把碰撞时间忽略不计;在碰撞这⼀极短的时间内,物体的位置是来不及改变的,因此我们可以认为物体在碰撞中位移为零。
2.动量守恒性.因碰撞时间极短,相互作⽤的内⼒⼤于外⼒,所以系统在碰撞过程中动量守恒。
3.动能不增.在碰撞过程中,系统总动能只有减少或者不变,⽽绝不会增加,即不能违背能量守恒原则。
若弹性碰撞则同时满⾜动量、动能守恒。
⾮弹性碰撞只满⾜动量守恒,⽽不满⾜动能守恒(系统的动能减少)。
⼆、解题策略⾸先要根据碰撞的瞬时性特点,正确选取相互作⽤的研究对象,使问题简便解决;其次要确定碰撞前和碰撞后系统中各个研究对象的状态;然后根据动量守恒定律及其他规律求解,并验证求得结果的合理性。
三、边解边悟1.在光滑的⽔平⾯上有三个完全相同的⼩球排成⼀条直线.2、3⼩球静⽌,并靠在⼀起,1球以速度v0射向它们,如图所示.设碰撞过程不损失机械能,则碰后三个⼩球的速度为多少?解析:本题的关键在于分析清楚实际的碰撞过程:由于球1与球2发⽣碰撞时间极短,球2的位置来不及发⽣变化,这样球2对球3也就⽆法产⽣⼒的作⽤,即球3不会参与此次碰撞过程.⽽球1与球2发⽣的是弹性碰撞,质量⼜相等,故它们在碰撞中实现速度交换,碰后球1⽴即停⽌,球2速度⽴即变为;此后球2与球3碰撞,再⼀次实现速度交换.所以碰后球1、球2的速度为零,球3速度为v 0.2.⽤轻弹簧相连的质量均为m =2㎏的A 、B 两物体都以v =6m/s 的速度在光滑的⽔平地⾯上运动,弹簧处于原⻓,质量M =4㎏的物体C 运动,在以后的运动中,求:(1)当弹簧的弹性势能最⼤时物体A 的速度。
物理学中“碰撞---动量守恒”等大题的解题方法在物理学的考试中,尤其是高考中,总会有一些特别复杂的大题,有的是电磁学中包含了运动学,有的是运动学和力学的融合,无论是哪一种,都包含了很多个运动过程和知识点,目的就是为了尽可能多地考察学生的各种知识点的掌握情况,以及通过利用生活常识对题目运动过程的把握。
无论是哪种题型,解题方法都是通用的,其中以“碰撞——动量守恒”最为典型,现在以“碰撞——动量守恒”为例,讲解一下这类大题的做法。
一、方法:1、先要熟练掌握各种运动定律、基本知识点。
2、审清题目,知道题目叙述的是什么意思,由最后一问,确定一下基本思路,即最后一步我要通过什么方法求出这个所求的量。
或者是求这个量可以有哪些方法,我们要简单罗列一下。
★3、通过做图等方法,将整个题目的所有运动过程进行分解,分解成若干个运动过程,在“碰撞——动量守恒”的题目中,通过以“碰撞”为分界点,进行分解。
对应着每一个运动阶段,分析特点,列出所有相对应或者是有用的方程。
4、联立所有方程,解出最后的答案。
为了保证得到全分,避免中间有错误,而导致后面的结果都算错,我们将中间的计算过程都放在草稿纸上,在卷面上只留下最后一步的结果,即联立所有方程,得出最后结果。
例题:有一个足够长的木板,表面不光滑,摩擦系数为μ,上面放着一个木块,木板放在光滑的地面上,以V的速度向左运动,撞到墙后,反向弹回,已经木块的质量是木板质量分析:求时间,通常有两种方法1、运量定理2、运动学。
具体用哪种方法,我们要进一步分析题目。
分析整个运动过程,以碰撞为分界点,碰撞前:1、木板与木块以共同的速度V向左运动:地面光滑,二者以V做匀速运动2、木板与墙发生碰撞:在完全弹性碰撞“一动一静”的结论中我们知道,被撞物体的质量如果远远大于碰撞它的物体的质量,则碰撞物体会以原速度反向弹回,在这里,墙肯定是不会动的,相当于质量远远大于木板,则木板以V反向弹回,运量守恒:碰撞后,木板的速度是-V,木块仍然是V,以水平向右为正方向。
运用动量守恒定律解答碰撞问题在物理学中,碰撞是指两个物体之间的相互作用,其中至少一个物体的速度发生了变化。
碰撞问题是物理学中的重要问题之一,在解决这些问题时可以运用动量守恒定律。
动量守恒定律是牛顿力学的重要基本原理之一,它描述了封闭系统内的物体总动量之和在碰撞过程中保持不变。
动量的定义是一个物体的质量乘以其速度,即动量 = 质量 ×速度。
动量是一个矢量量,即它有大小和方向。
当物体A和物体B发生碰撞时,根据动量守恒定律,碰撞前后系统的总动量保持不变。
假设物体A的质量为mA,速度为vA;物体B的质量为mB,速度为vB。
根据动量守恒定律,有以下关系式:mA × vA + mB × vB = mA × v'A + mB × v'B其中,v'A和v'B分别为碰撞后物体A和物体B的速度。
在碰撞问题中,可以根据给定的条件来求解未知量。
以下通过一个具体的示例来说明如何运用动量守恒定律解答碰撞问题。
例题:物体A质量为2kg,速度为3m/s;物体B质量为3kg,速度为-2m/s。
求在碰撞后物体A和物体B的速度。
解析:首先,根据动量守恒定律,碰撞前后系统的总动量保持不变。
因此,可以得到以下等式:2kg × 3m/s + 3kg × (-2m/s) = 2kg × v'A + 3kg × v'B解方程可得:6kg·m/s - 6kg·m/s = 2kg × v'A + 3kg × v'B0 = 2kg × v'A + 3kg × v'B由于碰撞后物体A和物体B的速度是未知的,我们可以使用变量表示它们,假设物体A的速度为v'A,物体B的速度为v'B。
通过求解上述方程,可以得到碰撞后物体A和物体B的速度为0m/s。
物理【碰撞】碰撞模型的规律及应用1.碰撞现象满足的规律(1)动量守恒定律.(2)机械能不增加.(3)两物体碰后速度特点:①若碰前两物体同向运动,则有v1>v2,碰后原来在前的物体速度一定增大,若碰后两物体同向运动,则有v2′≥v1′.②碰前两物体相向运动,碰后两物体的运动方向不可能都不改变. 2.弹性碰撞的规律以质量为m1,速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生正面弹性碰撞,有:结论:(1)当两球质量相等时,v1 '=0,v2 '=v1,两球碰撞后交换速度.(2)当质量大的球碰质量小的球时,v1 '>0,v2 '>0,碰撞后两球都向前运动.(3)当质量小的球碰质量大的球时,v1 '<0,v2 '>0,碰撞后质量小的球被反弹回来.【典例】如图所示,在光滑水平面上A、B两小球沿同一方向运动,A球的动量pA=4 kg·m/s,B球的质量mB=1 kg,速度vB=6 m/s,已知两球相碰后,A球的动量减为原来的一半,方向与原方向一致。
求:(1)碰撞后B球的速度;(2)A球的质量范围。
碰撞问题解题策略(1)抓住碰撞的特点和不同种类碰撞满足的条件,列出相应方程求解。
(2)可熟记一些公式,例如“一动一静”模型中,两物体发生弹性正碰后的速度满足:v1=v0、v2=v0。
(3)熟记弹性正碰的一些结论,例如,当两球质量相等时,两球碰撞后交换速度。
【巩固练习】1.如图所示,在光滑的水平面上有三个完全相同的小球,它们排成一条直线,小球2、3静止,并靠在一起,球1以速度v0射向它们,设碰撞中不损失机械能,则碰后三个小球的速度值是( )2.如图所示,一个质量为m的物块A与另一个质量为2m的物块B 发生正碰,碰后B物块刚好能落入正前方的沙坑中。
假如碰撞过程中无机械能损失,已知物块B与地面间的动摩擦因数为0.1,与沙坑的距离为0.5 m,g取10 m/s2,物块可视为质点。
高二物理动量与碰撞问题分析与讲解在高二物理的学习中,动量与碰撞问题是一个重点和难点。
这部分内容不仅需要我们对物理概念有清晰的理解,还要求我们能够运用数学工具进行准确的计算和推理。
接下来,让我们一起深入探讨一下这部分知识。
首先,我们来理解一下动量的概念。
动量(momentum)用字母 p 表示,它被定义为物体的质量 m 与速度 v 的乘积,即 p = mv 。
动量是一个矢量,其方向与速度的方向相同。
为什么要引入动量这个概念呢?这是因为在很多物理现象中,仅仅考虑力和加速度,并不能完整地描述物体的运动状态变化。
而动量的引入,可以帮助我们更方便地研究物体之间的相互作用以及运动状态的改变。
例如,一个质量较大的物体以较慢的速度运动,和一个质量较小的物体以较快的速度运动,它们可能具有相同的动量。
这就告诉我们,不能仅仅根据速度或者质量来判断物体运动的“影响力”,而要综合考虑动量。
接下来,我们谈谈动量守恒定律。
动量守恒定律指出,在一个不受外力或者所受合外力为零的系统中,系统的总动量保持不变。
想象一下这样一个场景:在光滑的水平面上,有两个质量分别为m1 和 m2 的小球,它们以速度 v1 和 v2 相向运动,发生碰撞后,它们的速度分别变为 v1' 和 v2' 。
根据动量守恒定律,我们有 m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2' 。
那么,在什么情况下可以运用动量守恒定律呢?常见的情况有:1、碰撞问题:包括完全弹性碰撞、非完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞。
2、爆炸问题:比如炸弹爆炸成多个碎片。
3、反冲问题:像火箭发射就是典型的反冲现象。
在碰撞问题中,又分为几种不同的类型。
完全弹性碰撞是一种理想的情况,在这种碰撞中,不仅动量守恒,而且机械能也守恒。
也就是说,碰撞前后系统的总动能不变。
非完全弹性碰撞中,动量仍然守恒,但机械能有损失,碰撞后的总动能小于碰撞前的总动能。
完全非弹性碰撞则是一种特殊情况,碰撞后两个物体粘在一起以相同的速度运动。
碰撞与动量守恒一、动量和冲量【例1】质量为m的小球由高为H的、倾角为θ光滑斜面顶端无初速滑到底端过程中,重力、弹力、合力的冲量各是多大?【例3】一个物体同时受到两个力F1、F2的作用,F1、F2与时间t的关系如图1所示,如果该物体从静止开始运动,经过t=10s后F1、F2以及合力F的冲量各是多少?二.动量定理1.求动量及动量变化的方法。
图1 【例1】以初速度v0平抛出一个质量为m的物体,抛出后t秒内物体的动量变化是多少?【例2】一粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷人泥潭中.若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ,进人泥潭直到停止的过程称为过程Ⅱ, 则( )A、过程I中钢珠的动量的改变量等于重力的冲量B、过程Ⅱ中阻力的冲量的大小等于过程I中重力的冲量的大小C、I、Ⅱ两个过程中合外力的总冲量等于零D、过程Ⅱ中钢珠的动量的改变量等于零1.质量为m的钢球自高处落下,以速率v1碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地的速率为v2,在碰撞过程中,地面对钢球的冲量的方向和大小为(D)A.向下,m(v2—v1)B.向下,m(v2 + v1)C.向上,m(v2—v1)D.向上,m(v2 + v1)2.质量为m的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间t1到达沙坑表面,又经过时间t2停在沙坑里。
求:⑴沙对小球的平均阻力F;⑵小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I。
2.用动量定理求解相关问题(1).简解多过程问题。
【例3】一个质量为m=2kg的物体,在F1=8N的水平推力作用下,从静止开始沿水平面运动了t1=5s,然后推力减小为F2=5N,方向不变,物体又运动了t2=4s后撤去外力,物体再经过t3=6s停下来.试求物体在水平面上所受的摩擦力。
(2).求解平均力问题【例4】质量是60kg的建筑工人,不慎从高空跌下,由于弹性安全带的保护作用,最后使人悬挂在空中.已知弹性安全带缓冲时间为1.2s,安全带伸直后长5m,求安全带所受的平均冲量.( g= 10m/s2)(3)、求解曲线运动问题【例5】以V o =10m/s2的初速度、与水平方向成300角抛出一个质量m=2kg的小球.忽略空气阻力的作用,g取10m/s2.求抛出后第2s末小球速度的大小.(4)、求解流体问题【例6】某种气体分子束由质量m=5.4X10-26kg 速度V =460m/s 的分子组成,各分子都向同一方向运动,垂直地打在某平面上后又以原速率反向弹回,如分子束中每立方米的体积内有n 0=1.5X1020个分子,求被分子束撞击的平面所受到的压强.(5)、对系统应用动量定理。
动量守恒定律的应用(碰撞)【要点梳理】 要点一、碰撞1.碰撞及类碰撞过程的特点(1)时间特点:在碰撞、爆炸等现象中,相互作用时间很短.(2)相互作用力特点:在相互作用过程中,相互作用力先是急剧增大,然后再急剧减小,平均作用力很大. (3)动量守恒条件特点:系统的内力远远大于外力,所以,系统即使所受外力之和不为零,外力也可以忽略,系统的总动量守恒.(4)位移特点:碰撞、爆炸过程是在一瞬间发生的,时间极短,所以,在物体发生碰撞、爆炸的瞬间,可忽略物体的位移.可以认为物体在碰撞、爆炸前后仍在同一位置.(5)能量特点:碰撞过程中,一般伴随着机械能的损失,碰撞后系统的总动能要小于或等于碰撞前系统的总动能,即:1212k k k k E E E E +≤+''.(6)速度特点:碰后必须保证不穿透对方. 2.碰撞的分类(1)按碰撞过程中动能的损失情况,可将碰撞分为弹性碰撞和非弹性碰撞.①弹性碰撞:碰撞过程中机械能不损失,即碰撞前后系统总动能守恒:1212k k k k E E E E +=+''.②非弹性碰撞;碰撞过程中机械能有损失,系统总动能不守恒:1212k k k k E E E E ++''<.③完全非弹性碰撞:碰撞后两物体“合”为一体,具有共同的速度,这种碰撞动能损失最大.(2)按碰撞前后,物体的运动方向是否沿同一条直线,可将碰撞分为正碰和斜碰. ①正碰:碰撞前后,物体的运动方向在同一条直线上,也叫对心碰撞. ②斜碰:碰撞前后,物体的运动方向不在同一条直线上,也叫非对心碰撞. 高中阶段一般只研究正碰的情况. ③散射指微观粒子之间的碰撞.要点诠释:由于粒子与物质微粒的碰撞并非直接接触,而是相互靠近,且发生对心碰撞的概率很小,所以多数粒子在碰撞后飞向四面八方. 要点二、碰撞问题的处理方法 1.解析碰撞问题的三个依据(1)动量守恒,即1212p p p p +=+''.(2)动能不增加,即1212k k k k E E E E +≥+''.(3)速度要符合情境:如果碰前两物体同向运动,则后面物体的速度必大于前面物体的速度,即v v 后前>,否则无法实现碰撞.碰撞后,原来在前的物体的速度一定增大,且原来在前的物体速度大于或等于原来在后的物体的速度.即v v ≥后前'',否则碰撞没有结束.如果碰前两物体是相向运动,则碰后,两物体的运动方向不可能都不改变,除非两物体碰撞后速度均为零. 2.爆炸问题爆炸与碰撞的共同点是物理过程剧烈,系统内物体的相互作用力(内力)很大,过程持续时间很短,即使系统所受合外力不为零,但合外力的冲量几乎为零,故系统的动量几乎不变,所以爆炸过程中可以近似认为动量守恒.要点诠释:爆炸与碰撞的不同点是爆炸过程中有其他形式的能向动能转化,故爆炸过程中系统的动能会增加. 【典型例题】类型一、碰撞中的可能性问题例1(多选).质量为m 的小球A ,沿光滑水平面以速度0v 与质量为2m 的静止小球B 发生正碰.碰撞后,A 球的动能变为原来的1/9,那么小球B 的速度可能是( ).A .013v B .023v C .049v D .059v 【思路点拨】动量守恒定律是一个矢量式,所以要注意A 球速度的方向性。
动量大题经典题型及解析一、碰撞类问题1. 题目- 质量为m_1 = 1kg的小球以v_1 = 4m/s的速度与质量为m_2 = 2kg静止的小球发生正碰。
碰撞后m_1的速度为v_1' = 1m/s,方向与原来相同。
求碰撞后m_2的速度v_2'。
- 根据动量守恒定律m_1v_1=m_1v_1'+m_2v_2'。
- 已知m_1 = 1kg,v_1 = 4m/s,m_2 = 2kg,v_1' = 1m/s。
- 将数值代入动量守恒定律公式可得:1×4 = 1×1+2× v_2'。
- 即4 = 1 + 2v_2',移项可得2v_2'=4 - 1=3,解得v_2'=(3)/(2)m/s = 1.5m/s。
2. 题目- 两个小球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,B球在前,A球在后,m_A = 1kg,m_B= 2kg,v_A = 6m/s,v_B = 3m/s。
当A球与B球发生碰撞后,A、B两球的速度可能是()- A. v_A' = 4m/s,v_B' = 4m/s- B. v_A' = 2m/s,v_B' = 5m/s- C. v_A'=-4m/s,v_B' = 6m/s- D. v_A' = 7m/s,v_B' = 2.5m/s- 首先根据动量守恒定律m_Av_A+m_Bv_B=m_Av_A'+m_Bv_B'。
- 代入数据可得1×6+2×3 = 1× v_A'+2× v_B',即12=v_A'+2v_B'。
- 然后根据碰撞的合理性,碰撞后系统的总动能不增加,碰撞前总动能E_k0=(1)/(2)m_Av_A^2+(1)/(2)m_Bv_B^2=(1)/(2)×1×6^2+(1)/(2)×2×3^2=27J。
动量守恒应用碰撞问题一、 碰撞的定义相对运动的物体相遇,在极短的时间内,通过相互作用,运动状态发生显著变化的过程叫做碰撞。
二、 碰撞的特点作用时间极短,相互作用的内力极大,有些碰撞尽管外力之和不为零,但一般外力(如重力、摩擦力等)相 对内力(如冲力、碰撞力等)而言,可以忽略,故系统动量还是近似守恒。
在剧烈碰撞有三个忽略不计,在 解题中应用较多。
1. 碰撞过程中受到一些微小的外力的冲量不计。
2 .碰撞过程中,物体发生速度突然变化所需时间极短,这个极短时间对物体运动的全过程可忽略不计。
3 .碰撞过程中,物体发生速度突变时,物体必有一小段位移,这个位移相对于物体运动全过程的位移可忽 略不计。
三、 碰撞的分类1 .弹性碰撞(或称完全弹性碰撞)弹性碰撞是碰撞过程无机械能损失的碰撞,遵循的规律是动量守恒和系统机械能守恒。
确切的说是碰撞 前后动量守恒,动能不变。
在题目中常见的弹性球、光滑的钢球及分子、原子等微观粒子的碰撞都是弹性碰 撞。
【例1】弹性正碰动碰静问题分析已知A 、B 两个钢性小球质量分别是 m 、m ,小球B 静止在光滑水平面上, A 以初速度V 。
与小球B 发生弹 性碰撞,求碰撞后小球 A 的速度v i ,物体B 的速度V 2大小和方向 (讨论结果)(熟记规律)解析:取小球A 初速度v o 的方向为正方向,因发生的是弹性 碰撞,碰撞前后动量守恒、动能不变有: m i v o = m i v i + m 2V 2 ① lm i v ;」m i v i 2」m 2V ;②2 2 2(2)当m i >m 2时,v i >0,即A 、B 同方向运动,因(m i 一匹^ v ——,所以速度大小v i m<^ m 2 m^i + m 2v v 2 ,即两球不会发生第二次碰撞;若m i >>m 2时,v i = v o , v 2=2v o 即当质量很大的物体 A 碰撞质量很小的物体B 时,物体A 的速2 .非弹性碰撞如果是非弹性力作用,使部分机械能转化为物体的内能,机械能有了损失,称为非弹性碰撞。
高中物理动量题解题技巧一、引言高中物理中,动量是一个重要的概念。
在解题过程中,掌握一些解题技巧能够帮助我们更好地理解和应用动量的概念。
本文将结合具体题目,介绍一些解题技巧,以帮助高中学生更好地解决动量题。
二、动量的定义和基本公式动量是物体运动的量度,定义为物体的质量与速度的乘积。
动量的公式为:p= mv,其中p表示动量,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
三、动量守恒定律动量守恒定律是动量理论的基本原理之一。
当一个系统中没有外力作用时,系统的总动量保持不变。
这一定律在解决碰撞问题时非常有用。
四、弹性碰撞问题弹性碰撞是指碰撞后物体能够恢复原状的碰撞。
在解决弹性碰撞问题时,可以利用动量守恒定律和动能守恒定律。
例如,有两个质量分别为m1和m2的物体,分别以速度v1和v2相向而行,发生弹性碰撞后,物体1的速度变为v1',物体2的速度变为v2'。
根据动量守恒定律和动能守恒定律,可以得到以下方程组:m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'(1/2)m1v1^2 + (1/2)m2v2^2 = (1/2)m1v1'^2 + (1/2)m2v2'^2通过解方程组,可以求解出碰撞后物体的速度。
五、完全非弹性碰撞问题完全非弹性碰撞是指碰撞后物体不能恢复原状的碰撞。
在解决完全非弹性碰撞问题时,同样可以利用动量守恒定律。
例如,有两个质量分别为m1和m2的物体,分别以速度v1和v2相向而行,发生完全非弹性碰撞后,物体1和物体2合并成一个物体,速度为v。
根据动量守恒定律,可以得到以下方程:m1v1 + m2v2 = (m1 + m2)v通过解方程,可以求解出合并后物体的速度。
六、角动量问题角动量是物体旋转运动的量度,定义为物体的转动惯量与角速度的乘积。
在解决角动量问题时,可以利用角动量守恒定律。
例如,有一个质量为m的物体绕一个固定点以角速度ω旋转,当物体的转动惯量发生变化时,根据角动量守恒定律,可以得到以下方程:Iω = I'ω'通过解方程,可以求解出转动后物体的角速度。
碰撞过程中的动量变化知识点总结在物理学中,碰撞是一个常见且重要的现象。
当两个或多个物体相互作用并在短时间内发生强烈的接触时,就会发生碰撞。
而在碰撞过程中,动量的变化是一个关键的研究内容。
首先,我们来了解一下什么是动量。
动量可以简单理解为物体运动的“冲量”,它等于物体的质量乘以速度。
用公式表示就是:动量(p)=质量(m)×速度(v)。
在碰撞之前,每个物体都有自己的动量。
而碰撞之后,它们的动量会发生改变。
根据动量守恒定律,在一个封闭系统中(没有外力作用),碰撞前后系统的总动量保持不变。
比如说,有两个小球 A 和 B,A 的质量是 m₁,速度是 v₁;B 的质量是 m₂,速度是 v₂。
在碰撞前,系统的总动量就是 m₁v₁+m₂v₂。
碰撞后,A 的速度变成了 v₁',B 的速度变成了 v₂',那么碰撞后系统的总动量就是 m₁v₁' + m₂v₂'。
根据动量守恒定律,m₁v₁+ m₂v₂= m₁v₁' + m₂v₂'。
接下来,我们看一下不同类型的碰撞以及它们动量变化的特点。
完全弹性碰撞是一种理想的碰撞情况,在这种碰撞中,不仅动量守恒,而且动能也守恒。
也就是说,碰撞前后系统的总动能没有损失。
例如,两个弹性很好的小球相撞,碰撞后它们会以新的速度分开,而且总动能和总动量都和碰撞前一样。
非完全弹性碰撞则介于完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞之间。
在这种碰撞中,动量仍然守恒,但动能有一定的损失。
损失的动能通常转化为热能、声能等其他形式的能量。
比如两个质地较软的物体碰撞,它们会有一定程度的变形,碰撞后会以新的速度分开,但总动能比碰撞前小了。
完全非弹性碰撞是碰撞中动能损失最大的情况。
在这种碰撞中,两个物体碰撞后会粘在一起,以相同的速度运动。
比如一块橡皮泥撞到一个静止的木块上,它们会粘在一起共同运动。
对于完全非弹性碰撞,虽然动能损失最大,但动量仍然守恒。
在研究碰撞过程中的动量变化时,我们还需要考虑冲量的概念。
高中物理中的动量与碰撞问题解析动量和碰撞是高中物理中一个重要的概念和研究内容。
动量是物体运动的重要属性,而碰撞则是物体之间相互作用的一种形式。
本文将从动量和碰撞的定义、计算方法以及应用等方面进行解析。
一、动量的定义和计算方法动量是物体运动的重要属性,它描述了物体的运动状态。
动量的定义是物体的质量乘以速度,即p=mv。
其中,p表示动量,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
在实际计算中,动量可以通过质量和速度的乘积来计算。
例如,一个质量为2kg的物体以5m/s的速度运动,那么它的动量就是2kg × 5m/s = 10kg·m/s。
二、碰撞的定义和分类碰撞是物体之间相互作用的一种形式,它可以导致物体的速度和方向发生变化。
在物理学中,碰撞分为完全弹性碰撞和非完全弹性碰撞两种形式。
完全弹性碰撞是指碰撞前后物体的总动能和总动量都保持不变。
在完全弹性碰撞中,物体之间没有能量的损失,碰撞后物体的速度和方向发生变化,但总动能和总动量保持不变。
非完全弹性碰撞是指碰撞前后物体的总动能和总动量发生变化。
在非完全弹性碰撞中,物体之间有能量的损失,碰撞后物体的速度和方向发生变化,并且总动能和总动量发生变化。
三、动量守恒定律动量守恒定律是描述碰撞过程中动量守恒的原理。
根据动量守恒定律,系统的总动量在碰撞前后保持不变。
在完全弹性碰撞中,动量守恒定律可以表示为m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'。
其中,m1和m2分别表示碰撞物体1和物体2的质量,v1和v2分别表示碰撞前物体1和物体2的速度,v1'和v2'分别表示碰撞后物体1和物体2的速度。
在非完全弹性碰撞中,动量守恒定律同样适用,但由于能量的损失,碰撞后物体的速度和动量会发生变化。
四、动量与碰撞的应用动量和碰撞在日常生活和科学研究中有着广泛的应用。
在交通安全领域,了解动量和碰撞的原理可以帮助我们更好地理解交通事故的发生和预防。
动量与碰撞的计算动量和碰撞的计算引言:在物理学中,动量和碰撞是非常重要的概念。
动量是物体在运动中的特性,而碰撞则描述了物体之间的相互作用。
本文将介绍动量和碰撞的基本概念,并详细说明如何进行动量和碰撞的计算。
一、动量:动量是物体在运动中的一种属性,它与物体的质量和速度有关。
动量(p)的计算公式为p = m*v,其中m表示物体的质量,v表示物体的速度。
动量的单位是kg·m/s。
动量守恒定律是一个非常重要的原则,它指出在一个封闭系统中,总动量保持不变。
这意味着,如果一个物体的动量发生变化,那么其他物体的动量也会相应改变,以保持总动量不变。
二、碰撞:碰撞是物体之间发生的相互作用。
根据碰撞情况的不同,碰撞可以分为完全弹性碰撞和非完全弹性碰撞。
完全弹性碰撞是指碰撞发生后物体互不损失动能,动能和动量都得到了完全守恒。
在完全弹性碰撞中,物体之间的动量交换通过弹性势能转化实现,碰撞前后物体的速度和动量均发生了变化。
非完全弹性碰撞是指碰撞过程中物体损失了一部分动能,并且动量不守恒。
在非完全弹性碰撞中,碰撞过程中的能量损失以热量、声音等形式释放。
三、动量和碰撞的计算:1. 一维碰撞的计算:一维碰撞是指碰撞发生在同一直线上的物体之间的碰撞。
在一维碰撞中,有两种情况:弹性碰撞和非弹性碰撞。
(1)弹性碰撞的计算:在弹性碰撞中,动量和动能都守恒。
设两个物体的质量分别为m1和m2,速度分别为v1和v2,碰撞前的动量分别为p1和p2,碰撞后的动量分别为p3和p4,则根据动量守恒定律可得:p1 + p2 = p3 + p4设碰撞后两个物体的速度为v3和v4,则根据动能守恒定律可得:1/2 * m1 * v1^2 + 1/2 * m2 * v2^2 = 1/2 * m1 * v3^2 + 1/2 * m2 * v4^2通过以上两个方程,可以解得碰撞后两个物体的速度v3和v4。
(2)非弹性碰撞的计算:在非弹性碰撞中,动量不守恒,但动能仍可以守恒。
高中物理动量和碰撞问题解题要点
动量和碰撞是高中物理中的重要内容,也是考试中常见的题型。
掌握解题要点对于学生来说至关重要。
本文将介绍高中物理动量和碰撞问题解题的要点,并通过具体题目的分析和说明,帮助学生理解和掌握这些解题技巧。
一、动量守恒定律
动量守恒定律是解决动量问题的基本原理。
当系统内部没有外力作用时,系统的总动量保持不变。
这一原理常常应用于碰撞问题的解题中。
例如,有两个质量分别为m1和m2的物体,在水平面上以v1和v2的速度相向而行,发生完全弹性碰撞。
我们需要求出碰撞后两个物体的速度。
解题思路:
1. 根据动量守恒定律,碰撞前后的总动量保持不变。
即m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'。
2. 由于是完全弹性碰撞,动能也守恒,所以可以利用动能守恒定律求解。
即(1/2)m1v1^2 + (1/2)m2v2^2 = (1/2)m1v1'^2 + (1/2)m2v2'^2。
3. 结合以上两个方程,可以解得碰撞后两个物体的速度。
二、动量定理
动量定理是解决碰撞问题的另一个重要原理。
它描述了物体所受冲量等于物体动量变化率的关系。
例如,一个质量为m的物体以速度v运动,在时间Δt内受到一个冲量F。
我们需要求出物体的速度变化量Δv。
解题思路:
1. 根据动量定理,冲量等于物体动量的变化量。
即F = mΔv/Δt。
2. 将已知量代入上述方程,可以解得速度变化量Δv。
三、碰撞类型的判断
在解决碰撞问题时,需要根据碰撞类型的不同选择不同的解题方法。
常见的碰撞类型有完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞和部分非弹性碰撞。
例如,有两个质量分别为m1和m2的物体,在水平面上以v1和v2的速度相向而行,发生碰撞后粘连在一起。
我们需要求出碰撞后两个物体的速度。
解题思路:
1. 根据碰撞描述,可以判断这是一个完全非弹性碰撞。
2. 在完全非弹性碰撞中,两个物体在碰撞后粘连在一起,质心速度等于两个物体质量的加权平均速度。
即v = (m1v1 + m2v2)/(m1 + m2)。
3. 根据上述公式,可以求得碰撞后两个物体的速度。
通过以上具体题目的分析和说明,我们可以看出解决动量和碰撞问题的关键在于掌握动量守恒定律和动量定理,并能够判断碰撞类型。
在解题过程中,还需要注意单位的统一和计算的准确性。
总结起来,高中物理动量和碰撞问题的解题要点包括掌握动量守恒定律和动量定理、判断碰撞类型、注意单位统一和计算准确性等。
通过不断练习和积累,学生可以提高解题的能力和技巧,更好地应对物理考试中的动量和碰撞问题。
希望本文对高中学生和他们的父母有所帮助,祝愿大家在物理学习中取得优异的成绩!。