碰撞可能性的判断技巧
碰撞类问题应遵循的三个原则

碰撞类问题应遵循的三个原则通过合理的分析、推理,从而判断物体实际的运动情况或者决定方程物理解的取舍,是一个综合性较强的问题。
其实,这类问题不管多么复杂,它同样遵循碰撞类问题的三个原则。
1、动量守恒原则例1 如图(1)所示,一质量m=2kg 的平板车左端放有质量M=3kg 的小滑块,滑块与平板车的动摩擦因数μ=0.4。
开始时平板车和滑块共同以v 0=2m/s 的速度在光滑水平面上向右运动,并与竖直墙壁发生碰撞,设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变,但方向与原来相反。
平板车足够长,使滑块不会滑到平板车右端。
求:(取g=10m/s 2)(1)平板车第一次与墙壁碰撞后向左运动的最大距离;(2)平板车第二次与墙壁碰撞前瞬间的速度v ;(3)为使滑块始终不会滑到平板车右端,平板车至少多长?分析与解 解决问题的关键是正确判断平板车第一次与墙壁碰撞以后运动情况,以 及此后每次与墙壁碰撞前的运动情况。
平板车与墙壁每次发生碰撞前和碰撞后 动量均守恒,由于m <M ,且碰撞后平板车速度大小保持不变,故总动量向右。
因而平板车每次与墙壁碰撞后都将返回与墙壁再次碰撞,直至滑块从小车右端滑落。
如果平板车与墙壁的每次碰撞之前,尚未与滑块共速,由动能定理(μMgs=(1/2)mv 2)知平板车每次与墙壁碰撞前速度与刚离开墙壁时速度大小相等,而物块的速度必大于平板车的速度,不满足动量守恒定律,因此,平板车每次与墙壁碰撞之前,与滑块均已达到共同速度。
(1)当平板车向左运动的速度减为零时,离墙壁最远。
由动能定理有 μMgs m =(1/2)mv 02,代入数据得s m =(1/3)m(2)平板车第二次与墙壁碰撞前已经和滑块达共同速度,设为v 1,取向右为正方向。
由动量守恒定律有 Mv 0-mv 0=(M+m )v 1,代入数据得v 1=0.4m/s(3)平板车反复与墙壁发生碰撞,每次碰后均返回,每次碰前均共速,最终系统停止运动,设平板车长至少为L 。
碰撞可能性的判断方法及应用

1 ’ 1 1 1
①; 因为碰撞 过程动能不增加 , 以有 : M ‘ 1 v 一 m : 所 v :1 v ≥ M 十
固定 在 右 侧 的挡 板 运 动 , 将 C 初 速地 放 在A上 . 与 A 合 现 无 并 粘 不 再 分 开 , 时A与 B 距 较 近 , 与 此 相 B 挡 板 相 距 足 够 远 。 若 B 挡 板 碰 撞 与 将 以原 速 率 反 弹 . A与B 撞 将 粘 合 碰
二 二 二 二
由于 碰 撞 过 程 动 能 不 可 能增 加 , 此 应 用 E ≥E 可 排 除 因
选 项 B 选 项 C 满 足 E ≥E 但 A、 沿 同一 直 线 相撞 后相 互 穿 。 虽 B 透对方 . 显然 是不符合实际 的 , 这 因此 选 项 C 误 。 验 证 选 项 错 A、 D均满 足上 述 三 项 原 则 。 故 正 确 答 案 为A、 D。 三 、 撞 可 能 性 判 断 方 法 在 计 算 题 中 的应 用 碰 例 3 2 1 山 东3 ) 如 图所 示 , 块A、 质 量 均 为m, 块 B (0 0 8: 滑 C 滑
一
2 m
例 2 两 小 球 A、 在 光 滑 水 平 面 上 相 向运 动 , : B 已知 它 们 的 质 量 分 别 是 m,4 g m,2 g A的速 度 v= m s 设 为 正 ) B =k , = k , .3 /( , 的速 度 为 v 3 /, 它 们 发 生 正 碰 后 , 速 度 可 能 分 别 是 ( 一 m s则 其
性 原 则
640 ) 7 10
② 。联立①② 解得 : ̄M/ 1 < m≤3 。故 正确答案为A 。 B
剖析碰撞问题把握"三个三"字

剖析碰撞问题 把握“三个三”字由于碰撞是作用力极大、作用时间极短的相互作用,因而,碰撞过程动量守恒,且势能变化忽略不计.碰撞类问题是用动量和能量观点解答的综合问题,也是各种资料乃至各类考试命题的热点之一.因此,应剖析清此类问题,把握住“三个三”字.1、碰撞的三种类型 1.1、完全弹性碰撞完全弹性碰撞同时满足动量守恒定律和动能守恒定律.此类题目中一般有这样的字眼:金属球(如钢球)、弹性球、刚性球,或碰撞过程中无机械能(或动能)损失、无机械能向其它形式的能转化,或告知为弹性碰撞,或各接触面均光滑等.1.2、完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞只遵守动量守恒定律,而动能损失最大(设为△E m ).这类问题的特点是:碰撞后一起运动.如二物体碰撞后粘合在一起、子弹打入木块并留在其中等.1.3、一般非弹性碰撞介于上述两类碰撞之间的碰撞是较常见的碰撞,可称为一般非弹性碰撞.此类碰撞仍遵守动量守恒定律,但动能有损失,且动能损失量介于上述两类碰撞之间,即0﹤△E ﹤△E m .2、完全弹性碰撞的三个结论如图所示,在光滑水平面上,质量为m 1、速度为v 1的小球A ,沿直线追上质量为m 2、速度为v 2的小球B ,发生弹性碰撞,求碰后球A 、B 的速度v 1'、 v 2'.由动量守恒定律和动能守恒定律知,m 1 v 1+ m 2 v 2= m 1 v 1'+ m 2 v 2'222211222211' v m 21' v m 21 v m 21 v m 21+=+二式联立可得:v 1'=2112122m m v )m m (v 2m +-+v 2'=2121211m m v )m m (v 2m +-+当m 1=m 2时, v 1'=v 2v 2'= v 1结论1:质量相等的两个物体发生弹性.............碰撞后,二物体交换速度;简记为:等质弹...................碰,交换速度........当v 1﹥0,v 2=0,m 2>>m 1时, v 1'=21121m m v )m m (+-≈-v 1v 2'=2111m m v 2m +≈0结论2:一个质量很小的运动物体,碰...........一个质量很大的静止物体后,小物体原速率...................返回,而大物体几乎静止不动;简记为:小...................动碰大静,原速返小大不动.(..............请读者思考,若只是m 2>m 1,碰后球A 、B 的速度v 1'、 v 2'怎样?m 1一定返回但速率小于v 1,m 2将向前运动).当v 1﹥0,v 2=0,m 1>>m 2时, v 1'=21121m m v )m m (+-≈v 1v 2'=2111m m v 2m +≈2 v 1结论3:一个质量很大的运动物体,碰...........一个质量很小的静止物体后,大物体几乎毫...................无阻碍的原速前进,而小物体以2倍速快速...................前行;简记为:大动碰小静,小物倍速大原...................行.(...若只是m 1>m 2,碰后球A 、B 的速度v 1'、 v 2'怎样?m 1向前运动但速率小于v 1,2m2向前运动的速率满足2v1>v2'>v1).3、解答碰撞类问题的三条原则原则之一:动量守恒;原则之二:动能不增,或动能损失存在范围0≤△E k≤△E km;原则之三:符合实际.由上述对三类碰撞的分析可知,无论是哪类碰撞,都遵守动量守恒定律.而动能可以守恒,可以有损失,但以完全非弹性碰撞损失为最大,则动能损失存在范围0≤△E k ≤△E km;一般系统总动能增加或损失量大于△E km是不可能的.当然,所分析的问题必须符合实际情况,否则,如在一条直线上运动的两个物体,碰后前面物体的速度小于后面物体的速度(同向)是不可能的.说明:1.上述各类碰撞均指作用前后在一条直线上运动的对心正碰.2.把握作用过程所遵守的规律,根据碰撞模型类比解题,非常快捷(各类资料均有此类题目,此处例略).应用举例:例1、A、B两球在光滑水平面上沿一直线同向运动,动量大小分别为5kg.m/s和7kg.m/s.当A球追上B球相碰后,A、B 两球的动量可能是:A. 4kg.m/s 10kg.m/sB. –5kg.m/s 17kg.m/sC. 3kg.m/s 9kg.m/sD. 6kg.m/s 6kg.m/s解析:由动量守恒定律可知,A项错;对于B选项,根据E k=P2/2m知,A球的动能不变,B球的动能增大,B项中系统的总动能增大,则B错;因A球追上B球发生碰撞,相互作用后A球的动量(同向)应减小,B球的动量应增大,则D错;故本题答案为C.例2. A、B两球在光滑水平面上,A球以2m/s的速度与静止的B球发生弹性正碰,则B球碰后的速度可能为:A. 0.5m/sB. 2m/sC. 3.5m/sD. 5m/s解析:由于A、B两球发生弹性正碰,且质量未知,根据完全弹性碰撞的结论可知,当m B>>m A时,v B≈0;当m A>>m B时,v B≈2v1=4m/s;这表明B球碰后的速度在0至4m/s之间.故答案为A、B、C.巩固练习:1.(97年上海高考题)在光滑水平面上,两球沿球心连线以相等速率相向而行,并发生碰撞,下列现象可能的是:()A. 若两球质量相同,碰后以某一相等速率相互分开.B. 若两球质量相同,碰后以某一相等速率同向而行.C. 若两球质量不同,碰后以某一相等速率相互分开.D. 若两球质量不同,碰后以某一相等速率同向而行.2.(98年全国高考题)在光滑的水平面上,动能为E0,动量大小为P0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞,碰撞前后球1的运动方向相反.将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为E1、P1,球2的动能和动量大小分别记为E2、P2,则必有A. E1﹤E0B. P1﹤P0C. E2﹥E0D. P2﹥P0参考答案:1.(A.D)2.(ABD)。
如何快速判定碰撞的可能性

如何快速判定碰撞的可能性快速判定碰撞的可能性的方法取决于情况和需求。
以下是一些常见的方法,可以帮助您快速判定碰撞的可能性:1.几何判定法:通过分析物体的几何属性,例如形状、大小、方向等,判断它们是否可能发生碰撞。
通常,如果两个物体之间没有空间重叠或交叉路径,那么它们有可能发生碰撞。
2.轨迹预测法:根据物体的当前位置、速度和加速度等信息,通过数学模型预测其未来的运动轨迹,然后判断是否与其他物体的轨迹相交。
如果两个物体在未来的其中一时刻在同一位置,则它们有可能发生碰撞。
3.包围盒判定法:将物体用一个边界框或包围球等几何形状进行简化表示,然后判断这些表示之间是否相交。
如果两个物体的包围盒相交,那么它们在更详细的层面上也可能发生碰撞。
4.分离轴定理:根据分离轴定理,如果两个多边形在任何轴上都分离开,那么它们之间不存在重叠,也就不会发生碰撞。
通过在可能的轴上进行投射,然后判断投射的线段是否有重叠,可以快速判断两个多边形是否有碰撞的可能性。
5.边界体积层次法:将场景中的物体划分成多层次的边界体积,然后通过逐层比较来判断碰撞。
这种方法可以快速排除不可能发生碰撞的物体,从而提高判断速度。
6.物理引擎:使用物理引擎可以简化碰撞判定的过程。
物理引擎会处理物体的位置、速度、质量等属性,并提供帮助判断碰撞的函数或工具。
通过物理引擎,可以更高效地判断碰撞的可能性。
7.预测试:通过对大量的预先计算和存储的数据进行查询,可以快速判定碰撞的可能性。
例如,可以使用空间划分数据结构(如四叉树、八叉树或网格)来存储和查询物体的位置和形状信息,以确定是否有可能发生碰撞。
8.机器学习:使用机器学习的方法来训练模型,以快速判定碰撞的可能性。
通过对大量样本数据进行训练,可以建立模型来预测碰撞的概率,从而加快判定的速度。
总之,在实际应用中,通常需要根据具体情况选择合适的方法。
有时可能需要结合多个方法,或根据需要采用不同的方法来快速判断碰撞的可能性。
车辆碰撞痕迹的鉴别与分析

车辆碰撞痕迹的鉴别与分析车辆碰撞痕迹的鉴别与分析是交通事故重建与法医学中的一个重要研究领域。
通过对车辆碰撞痕迹的分析,可以确定事故的原因及责任,并提供科学依据,以帮助警方侦破案件和法院判案。
车辆碰撞痕迹主要表现为车辆表面的变形、损坏以及留下的痕迹。
对这些痕迹进行鉴别与分析,可以判断碰撞的类型、速度、角度等重要信息。
鉴别与分析车辆碰撞痕迹的方法主要包括外部观察、使用特殊工具和仪器进行测量和模拟实验。
外部观察是最为直观的鉴别方法,通过观察车辆的变形形状、划痕、漆面剥离等特征,可以初步判断碰撞的类型和方向。
车辆正面的破裂、凹陷、漆面剥离等往往是前方碰撞的结果,而车辆侧面的凹陷和划痕则可能是侧面碰撞导致的。
除了外部观察,使用特殊工具和仪器进行测量也是鉴别车辆碰撞痕迹的重要手段。
可以使用测量仪器对车辆损坏的位置、角度、形状等进行精确测量,并进一步确定碰撞的速度和角度。
还可以使用照相测量法、激光测量法等高精度测量方法,对车辆碰撞痕迹进行三维重建,以更准确地分析碰撞的情况。
模拟实验是一种常用的车辆碰撞痕迹分析方法。
通过构建模拟撞击场景,使用相同或类似的车辆进行碰撞实验,可以模拟出真实的碰撞情况,并通过对模拟实验的结果进行对比分析,来判断碰撞的类型和速度。
模拟实验还可以用于验证鉴定结论的可靠性和准确性。
车辆碰撞痕迹鉴别与分析的结果对交通事故的调查和司法鉴定起着重要的作用。
通过科学的方法对车辆碰撞痕迹进行分析,可以为案件的侦破和判案提供科学依据,同时也能够提高道路交通安全管理水平,减少交通事故的发生率。
加强对车辆碰撞痕迹鉴别与分析的研究和应用,对于维护社会安全稳定具有重要意义。
如何快速判定碰撞的可能性

如何快速判定碰撞的可能性山东潍坊寒亭一中 张启光 李瑞芳(邮编261100)如何快速判断运动物体碰撞后的可能情况,是同学们认为颇难的问题,本文谈谈碰撞可能情况的快速判定方法.一、判定方法1.满足实际情况.分以下四种情况:(1)同向运动物体的碰撞:如图1,在光滑水平面上同向运动的两物体A 、B ,要发生碰撞,则碰撞前必有v A >v B (v B 可以为零).由于碰撞过程中,相互作用力对前方物体向前,对后方物体向后,所以碰撞后前方物体的动量增加,从而v B '>v B ;后方物体动量减小,v A '<v A (否则将违背动能不增加原理).(2)相向运动物体的碰撞:碰撞后,两物体可以沿同一方向运动,也可以沿各自反方向运动,还可以是原动量大的一个静止而另一个反弹,但不可能两个物体都仍沿各自原方向运动.(3)若碰撞后两物体沿同一方向运动,则一定有前方物体的速度大于或等于后方物体的速度.(4)在碰撞过程中,由于时间很短,所以只有直接相碰的物体动量才有明显变化,其他物体的动量通常认为不变.2.满足动量守恒:由于碰撞时间很短,此时内力远大于外力,所以不管合外力是否为零,一般都按动量守恒处理.从而两个物体相碰时,两个物体的动量变化量大小相等方向相反.3.满足动能不增加原理:由于碰撞过程中可能有机械能损失,所以碰撞后两个物体的总动能不会大于碰撞前两个物体的总动能.以上方法一般首先判断实际情况,再判断动量守恒,最后判断动能不增加,这样既可减少运算量提高做题速度,同时还可减少一些平常由于疏忽而造成的错误,如一般按照动量守恒和动能不增加直接判出答案,那么有些就不满足实际情况从而造成错解.二、例析应用例1 在质量为M 的小车中挂有一单摆.摆球的质量为m 0,小车和单摆以速度v 沿光滑水平面运动,与正对面的静止木块m 发生碰撞,碰撞时间很短,在碰撞过程中下列哪些情况可能发生( ) A .小车、木块和摆球的速度都发生变化,分别变为v 1、v 2、v 3,且有(M +m 0)v =Mv 1+mv 2+m 0 v 3B .摆球的速度不变,小车和木块的速度都变为v 1,且有Mv =(M +m ) v 1C .摆球的速度不变,小车和木块的速度变为v 1、v 2 ,且有Mv =Mv 1+mv 2D .小车和小球的速度都变为v 1,木块的速度变为v 2,且有(M +m 0)v =(M +m 0)v 1+mv 2解析:根据满足实际情况的(4)可知,摆球的速度不变,所以可以排除A、D选项,而小车和木块的速度可以相同也可以不相同,根据动量守恒,则B、C选项正确.例2 两物体原来的动量分别是4kg×(+3)m/s 与2kg×(-3)m/s ,当它们相向运动相撞后,速度可能是( )A .都是+1m/s B.+0.5m/s 和+2m/sC.+4m/s 和-5m/s D.-1m/s 和+5m/s解析:根据实际情况中的(2)碰后不可能仍沿原方向运动,可排除C选项,A 、B 、D 选项均满足实际情况、动量守恒和动能不增加,故A、B 、D 选项都正确.例3 A 、B 两球在水平光滑轨道上同向运动,已知它们的动量分别是P A =5kg ·m/s ,PB =7kg ·m/s ,A 球追上B球并发生碰撞,碰后B球的动量变为10kg ·m/s ,则两球的质量m A 与m B 的关系可能是( )A.m B =m A B.m B =2m A C.m B =4m A D.m B =6m A解析:根据动量守恒得:P A +PB =P A '+PB ' 所以P A '=2kg ·m/s ,根据满足实际情况中的(1)和(3)知:A A m P >B B m P 即A m 5>B m 7又A A m P '<B B m P '即A m 2<Bm 10所以51<B A m m <15可以排除D选项,根据动能不增加可得:B B A A m P m P 2222+≥BB A A m P m P 2222'+' 即B A m m 272522+≥B A m m 2102222+,解得B A m m ≤5121,可排除A 、B 选项,本题正确答案为C .。
例题判断碰撞是否可以发生
例题判断碰撞是否可以发生一、概述在物理学中,碰撞是指物体与物体之间发生直接接触和相互作用的过程。
在这个过程中,物体的能量、动量、速度等物理量可能会发生变化。
本文将探讨碰撞是否可以发生的判断条件,以及碰撞发生时可能发生的情况。
二、碰撞类型在判断碰撞是否可能发生之前,需要先了解碰撞的类型。
通常情况下,碰撞可以分为弹性碰撞和非弹性碰撞两种类型。
2.1 弹性碰撞在弹性碰撞过程中,碰撞前后物体的总动能守恒,即碰撞前后物体的总动能保持不变。
在这种碰撞中,物体之间的动能转移是完全弹性的,没有能量损失。
2.2 非弹性碰撞在非弹性碰撞过程中,碰撞前后物体的总动能不守恒,部分动能会转化为其他形式的能量,比如热能。
在这种碰撞中,物体之间的动能转移是不完全弹性的,有能量损失。
三、碰撞的判断条件要判断碰撞是否可以发生,需要满足以下条件:3.1 距离判断碰撞发生的第一个条件是两个物体之间的距离必须足够接近,使得它们能够发生直接接触。
3.2 碰撞力判断碰撞发生的第二个条件是两个物体之间存在足够的碰撞力。
碰撞力是指物体在发生直接接触时所受到的作用力,它可以使得物体的速度发生变化。
如果两个物体之间的碰撞力不足够大,那么碰撞很可能不会发生。
3.3 碰撞角度判断碰撞发生的第三个条件是两个物体之间的碰撞角度必须合适。
如果两个物体之间的碰撞角度太小或太大,那么碰撞的效果可能不理想,甚至无法发生碰撞。
四、碰撞的可能情况当满足了碰撞的判断条件后,碰撞有可能发生,并且会出现以下几种可能情况:4.1 弹性碰撞如果碰撞是弹性碰撞,并且两个物体的碰撞角度合适,那么碰撞后物体的速度和动量都会发生变化,但总动能守恒。
碰撞后物体会按照一定的规律分别反弹或改变方向。
4.2 非弹性碰撞如果碰撞是非弹性碰撞,并且两个物体的碰撞角度合适,那么碰撞后物体的速度、动量和总动能都会发生变化。
一部分动能会转化为其他形式的能量,如热能。
碰撞后物体可能粘连在一起,或者一方吸收另一方的能量。
碰撞后运动状态可能性的判断
原创作品 严禁盗用第 1 页 共 1 页 碰撞后运动状态可能性的判断两球在光滑水平面上同一直线相撞,有如下特点:碰撞的合理性要遵循动量守恒定律、能量关系和速度关系:1.系统动量守恒2.碰撞过程中系统的总动能不会增加如果物体发生的是弹性碰撞,总动能不变;其他情况碰撞后会有部分动能转化为内能,系统的动能将减小。
即 1212''K K K K E E E E +≥+3.速度要符合情景①碰前两物体同向运动,碰前:V V >后前碰后:V 前一定增大,且''V V ≥后前(同向)②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。
1.甲、乙两球在光滑的水平面上,沿同一直线同一方向运动,它们的动量分别为p 甲=5kg •m/s ,p 乙=7kg •m/s ,已知甲的速度大于乙2. 两球A 、B 在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,m A =1kg 、m B =2kg 、v A =6m/s 、v B =2m/s .当球A 追上球B 并发生碰撞后,两球A 、B 速度的可能值是(取两球碰撞前的运动方向为正)( )A .v A ′=5m/s,vB ′=2.5m/sB .v A ′=2m/s,v B ′=4m/sC .v A ′=-4m/s ,v B ′=7m/sD .v A ′=7m/s,v B ′=1.5m/s、2.B3.A 、B 两小球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动,A 球的动量为5kg •m/s ,B 球的动量为7kg •m/s ,当A 球追上B 球时发生对心碰撞,则碰撞后A 、B 两球动量的可能值为( )A .p A ′=6kg •m/s ,pB ′=6kg •m/sB .p A ′=3kg •m/s ,p B ′=9kg •m/sC .p A ′=2kg •m/s,p B ′=14kg •m/sD .p A ′=-5kg •m/s ,p B ′=15kg •m/s3.B4.如图,在足够长的光滑水平面上,物体A 、B 、C 位于同一直线上,A 位于B 、C 之间。
14碰撞可能性的判断技巧
14碰撞可能性的判断技巧在日常生活中,我们经常会面临各种碰撞的可能性,这些碰撞可能会对我们的物质财产、身体健康和心理状态造成不同程度的损害。
因此,判断碰撞可能性的技巧对于我们的安全和幸福至关重要。
下面是一些常见的判断碰撞可能性的技巧:1.观察周围环境:了解周围环境的状况是判断碰撞可能性的第一步。
观察路面状况、交通信号灯、车流量等因素,以确定是否存在潜在的碰撞危险。
2.预测他人的行为:观察他人的行为和动作,判断他们是否可能发生碰撞。
例如,如果一个人正在开车而且没有注意到红灯,那么你就可以预测可能发生车祸的危险。
3.注意远近视觉:同时注意远处和近处的视觉,有助于提前发现潜在的碰撞危险。
远程视觉可以帮助你看到前方的障碍物或者其他车辆,而近程视觉可以帮助你发现靠近你的危险。
4.判断速度和距离:判断车辆或者其他物体的速度以及与自己之间的距离,可以帮助我们判断是否存在碰撞的可能性。
如果一个车辆以高速驶向你的方向,距离又很近,那么碰撞的可能性就比较大。
5.预判每个场景的风险:对于不同场景下的风险,我们需要进行预判和评估。
例如,施工区域、交通繁忙的路口或者行人众多的人行道,都是碰撞发生的高风险区域,需要格外谨慎。
6.注意交通规则和标志:了解并遵守交通规则和标志是预防碰撞的重要一步。
停在停止标志前、观察交通信号灯的变化、遵守车道规则等,均有助于减少碰撞的可能性。
7.调整速度和姿势:根据情况调整自己的速度和姿势,以降低碰撞的风险。
例如,在曲线处降低速度、提高警惕,或者保持适当的车距避免追尾。
8.防止分心驾驶:分心驾驶是很多碰撞事故的原因之一、避免使用手机、调节收音机或其他可能分散注意力的行为,以确保集中精力驾驶。
9.听从自己的直觉:直觉是我们大脑潜意识中的判断和警告系统。
如果你感觉一些行动或环境可能会导致碰撞,那么很可能存在潜在的碰撞风险。
10.学习避让技巧:学习并掌握一些避让技巧,以应对突发情况。
例如,避免急转弯、急刹车或其他可能导致失控的动作。
高考物理 碰撞问题的可能性研究练习题
高三物理——碰撞可能性问题一、处理碰撞问题应把握好三个根本原如此在碰撞过程中,系统的总动能不可能增加,如果是弹性碰撞,碰撞前后总动能不变,如果是非弹性碰撞,如此有局部动能转化为内能,系统总动能减少。
其中碰后结合为一体的情形,损失的动能最多。
所以,在处理碰撞问题时,通常要抓住三项根本原如此: 1. 碰撞过程中动量守恒原如此;m 1v 1+m 2v 2=m 1v 1′+m 2v 2′或ΔP 1=-ΔP 22. 碰撞后总动能不增加原如此;碰撞类型中最理想的碰撞是弹性碰撞,没有机械能的损失,故碰撞过程机械能不可能增加,即2'222'1122221121212121v m v m v m v m +≥+3. 碰撞后状态的合理性原如此〔碰撞过程的发生必须符合客观实际〕。
如不可能出现两球相碰后同向运动时,在后运动的物体的速度比在前运动的物体的速度大;也不可能出现两球相向碰撞后,速度方向都没有发生变化等。
解决碰撞问题只要灵活掌握这三个原如此,问题一般都可迎刃而解。
下面以追击中的碰撞问题为例进展分类解析。
一.求碰撞后的速度问题例1.两球A 、B 在光滑的水平面上沿同一直线、同一方向运动,m A =1Kg,m B =2kg,v A =6 m/s,v B =2 m/s,当球A 追上球B 并发生碰撞后A 、B 两球的速度的可能值是〔取两球碰撞前的运动方向为正〕:A . v A ′=5m/s vB ′=2.5m/s B 。
. v A ′=2m/sv B ′=4m/sC . v A ′=-4m/sv B ′=7m/sD 。
. v A ′=7m/sv B ′=1.5m/s〔分析与解答〕从题意分析,球A 追上球B 发生碰撞,结合实际情况,B 球速度一定沿正方向且增加,并且碰后A 球速度应小于或等于B 球速度,即v A ′≤v B ′。
A 、D 选项中在后运动的球A 速度都比在前运动的球B 的速度大,故A 、D 选项不正确。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
碰撞可能性的判断技巧
湖北省恩施高中 陈恩谱
一、问题缘起
大部分高中物理资料中,关于二体对心碰撞可能性判断,往往提出的是三个判据:其一,动量守恒判据,其二,能量守恒判据——碰后系统总动能小于等于碰前系统总动能,其三,现实可能性判据——碰前追得上,碰后不对穿。
不过,这种判断方法,一方面要用代入法逐个判断,另一方面是计算量大,而学生往往顾此失彼,甚至记不清有三个判据需要全面考虑。
笔者通过对大量这类习题的研究,得出了一个极其简单的思路,在此与大家分享,并期与同行交流。
二、基本结论
所有碰撞的可能,都介于弹性碰撞和完全非弹性碰撞之间。
即:先计算弹性碰撞和完全非弹性碰撞,得出两种情况下物体碰后的速度值,则物体的速度只可能介于这两个值之间。
而:完全非弹性碰撞(碰后共速)好算,弹性碰撞(动能不变)也好算——用动量守恒和能量
守恒得出的结论式221
1v v v v '+='+(即牛顿速度公式:2112v v v v -='-'),联立动量守恒即可。
三、结论推导
1、弹簧模型
如右图所示,光滑水平面上,物块B 向右以速度v 0运动,碰上
连有弹簧的物块A 。
(1)弹簧压缩阶段,v B 一直大于v A ,对应碰撞过程的压缩阶段,这种情况下,A 、B 不可能分开。
(2)当v A =v B 时,弹簧压缩最短,对应完全非弹性碰撞。
(3)弹簧恢复阶段,v A 大于v B ,这之间任意时刻锁定弹簧,弹性势能无法全部释放出来转化为两物块动能,这对应一般碰撞。
(4)弹簧恢复原长,这对应弹性碰撞。
从上述分析可以看出,A 、B 动量变化(速度变化)最小的是完全非弹性碰撞,A 、B 动量变化(速度变化)最大的是非弹性碰撞,所以先计算弹性碰撞和完全非弹性碰撞,得出两种情况下物体碰后的速度值,则物体的速度只可能介于这两个值之间。
注意,此处我假设A 静止,若A 有初速度,可以以“与A 初速度相等的坐标系”为参考系,从而仍用这个模型分析,将得出相同的结论。
用此模型还可以得出所有碰撞中,完全非弹性碰撞,系统动能损失最大——弹簧弹性势能最大。
2、恢复系数
牛顿通过对大量碰撞实验的总结,提出了恢复系数的概念。
恢复系数是反映碰撞时物体变形恢复能力的参数,它只与碰撞物体的材料有关。
其定义为碰撞前后两物体接触点的法向相对分离速度与法向相对接近速度之比:
2
112v v v v e -'-'= 很显然,弹性碰撞时,e =1,材料变形可以完全恢复;完全非弹性碰撞时,e =0,材料变形完全
不能恢复;其他情况下,10<<e ,联立动量守恒方程221
12211v m v m v m v m '+'=+,可得: ))(1(2121211v v e m m m v v -++-=',))(1(212
1122v v e m m m v v -+++='
碰撞过程中损失的动能为:
2212
1212222211222211k )()1(2121212121v v m m m m e v m v m v m v m E -+-='-'-+=∆ 可见,恢复系数反映了物体碰撞过程中耗散能量的性质,e 越大,能量耗散越低。
各种材料的恢复系数 碰撞物体的材料 铁对铅 木对胶木 木对木 钢对钢 象牙对象牙 玻璃对玻璃
恢复系数
0.14 0.26 0.50 0.56 0.89 0.94 由恢复系数概念也可以看出,两物体动量变化(速度变化)最小的是完全非弹性碰撞,动量变化(速度变化)最大的是非弹性碰撞,所以先计算弹性碰撞和完全非弹性碰撞,得出两种情况下物体碰后的速度值,则物体的速度只可能介于这两个值之间。
四、应用示例
【例】质量为m 、速度为v 的A 球与质量为3m 的静止B 球发生正碰.碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,因此,碰撞后B 球的速度可能有不同的值.碰撞后B 球的速度大小可能是( )
A .0.6v
B .0.4v
C .0.2v
D .v
【解析】先计算完全非弹性碰撞的情况:共v m m mv )3(+=,解得v v 25.0=共
再计算弹性碰撞情况:213mv mv mv +=,联立21v v v =+,得v v 5.01-=,v v 5.02=。
则B 的速度必须满足:v v v 5.025.02≤≤,本题选B 。
五、教学建议
恢复系数的概念,高中阶段可不提及,因此,弹簧模型的推导理解就很重要;并且一旦理解了弹簧模型,并进而记住该结论,则判断碰撞的可能性就简单多了。
建议教师在这块内容的教学上,先采用一般的三个判据的方式讲解,当训练量达到一定程度后,即可介绍本文介绍方法。