(高中物理)碰撞问题考点透析

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高一物理碰撞中的动量守恒知识精讲

高一物理碰撞中的动量守恒知识精讲

高一物理碰撞中的动量守恒【本讲主要内容】碰撞中的动量守恒碰撞中的动量守恒问题的理解本讲的重点、难点是对三种碰撞:弹性碰撞(碰撞过程中动能守恒),非弹性碰撞(碰撞过程中动能不守恒),完全非弹性碰撞(碰撞过程中系统的动能损失最大)的理解和应用。

【知识掌握】【知识点精析】1. 碰撞 两物体互相接触时间极短而互相作用力较大的相互作用.在碰撞问题中,忽略碰撞时间,将物体接触的时间定义为极短,因此物体接触过程中的位移忽略,撞击物之间相互作用的内力极大。

为此,在碰撞现象中,有时尽管撞击物所受的合外力不为零,但合外力的冲量远小于内力的冲量,若仅以相撞物体为系统,则动量近似守恒。

假设碰撞的整个过程中,物体均做直线运动。

将碰撞问题可分为撞击模型和追及模型。

撞击模型中,若两物碰后同向运动,则撞入物的速度应小于或等于被撞物的速度;在追及模型中,碰撞后, 撞入物的速度应等于或大于被撞物的速度(即速度较大的物体在碰撞后仍具有较大的速度)。

假设在碰撞过程中,满足动量守恒定律要求的所有条件。

这就要求学生在解决此类问题的过程中,必须将动量守恒定律作为解决问题的手段之一。

并且部分的满足能量的转化与守恒定理,即除了爆炸与反冲现象以外,在碰撞的过程中,系统的动能不可能增加。

从动能改变的观点,可以将碰撞问题归结为:弹性碰撞(碰撞过程中动能守恒),非弹性碰撞(碰撞过程中动能不守恒),完全非弹性碰撞(碰撞过程中系统的动能损失最大)。

2. 完全弹性碰撞 两物体碰撞之后, 它们的动能之和不变。

完全弹性碰撞 如下图所示(五个小球质量全同)现象:左边下落与静止小球碰撞,最右边小球开始上升,出现了左右两边的小球速度交换运动。

例1. 设有两个质量分别为1m 和2m ,速度分别为10v 和20v 的弹性小球作对心碰撞,两球的速度方向相同。

若碰撞是完全弹性的,求碰撞后的速度1v 和2v 。

解析:取速度方向为正向,由动量守恒定律得讨论:(1)若21m m =,则201v v =,102v v =(2)若2m >1m ,且020=v ,则101v v -≈,02≈v(3)若2m <1m ,且020=v ,则101v v ≈,1022v v ≈3. 非弹性碰撞 由于非保守力的作用,两物体碰撞后,使机械能转换为热能、声能,化学能等其他形式的能量。

高中物理中的碰撞问题分析

高中物理中的碰撞问题分析

高中物理中的碰撞问题分析碰撞是物体之间相互作用的一个重要过程,也是高中物理中的一个重要内容。

本文将从碰撞的定义、碰撞的类型、碰撞实验、碰撞定律等方面进行分析和讨论。

一、碰撞的定义碰撞指的是物体之间相互接触并产生作用力的过程。

在碰撞过程中,物体的形态、速度、动能等物理量可能发生变化。

二、碰撞的类型碰撞可以分为弹性碰撞和非弹性碰撞两种类型。

1. 弹性碰撞在弹性碰撞中,碰撞物体之间的动能转化是完全弹性的,即在碰撞前后物体的总动能保持不变。

在碰撞中没有能量损失或转化为其他形式的能量。

2. 非弹性碰撞在非弹性碰撞中,碰撞物体之间的动能转化是部分或完全非弹性的,即碰撞前后物体的总动能发生变化。

在碰撞中会有能量损失或转化为其他形式的能量,如热能或声能等。

三、碰撞实验为了研究碰撞过程中的物理规律,物理学家进行了许多碰撞实验。

其中一种常见的实验是利用垂直摆线装置来研究弹性碰撞。

1. 弹性碰撞实验在弹性碰撞实验中,使用两个相同质量、相同速度的小球,使它们在垂直摆线装置上碰撞。

通过观察两个小球的运动轨迹和碰撞前后的速度变化,可以验证碰撞的动量守恒和动能守恒定律。

2. 非弹性碰撞实验非弹性碰撞实验可以通过将两个小球粘在一起或使用不同质量和速度的小球来模拟。

通过观察碰撞前后的速度变化,可以验证碰撞中动量守恒、动能守恒定律以及能量转化等规律。

四、碰撞定律碰撞定律是描述碰撞过程中物体的运动状态和相互作用的规律。

1. 动量守恒定律在碰撞过程中,系统的总动量保持不变。

即碰撞前后物体的总动量之和相等。

这一定律在弹性碰撞和非弹性碰撞中都成立。

2. 动能守恒定律在完全弹性碰撞中,碰撞前后系统的总动能保持不变。

但在非弹性碰撞中,碰撞前后系统的总动能可能发生变化。

3. 能量守恒定律碰撞过程中,不考虑外力的作用,系统的机械能保持不变。

这包括动能和势能的守恒。

在实际碰撞中,能量可能转化为其他形式的能量,如热能等。

五、碰撞问题的分析在解决碰撞问题时,首先需要明确问题中给定的条件和要求,进而运用碰撞定律进行分析和计算。

高中物理类碰撞问题归类分析

高中物理类碰撞问题归类分析

高中物理类碰撞问题归类分析物理学是一门研究物质行为的学科,其内容和范围十分广泛,其中包括力、运动、热、音、光、磁等概念。

物理学的研究重点之一是碰撞,尤其是在高中物理教学中。

尽管碰撞在物理学中是一个经典的课题,但是碰撞问题繁多,而且往往涉及不同科目,难以归类。

本文将从宏观和微观角度出发,详细讨论高中物理类碰撞问题的分类,以便加深学习者的理解。

首先从宏观的角度来看,高中物理类碰撞问题可以分为两大类:一类是简单碰撞问题,另一类是复杂碰撞问题。

简单碰撞问题一般只涉及两个物体之间的碰撞,理论上它们可以通过求解牛顿第二定律来计算出各种结果,如初始速度、反弹速度、冲量等;而复杂碰撞问题通常涉及多体碰撞,即三个或三个以上物体之间的碰撞,此类问题要求学习者不仅要清楚物体之间的运动轨迹,还要掌握多体的力学规律,以解决碰撞问题。

从微观的角度来看,高中物理类碰撞问题可以分为四大类:恒定碰撞、弹性碰撞、非弹性碰撞和热碰撞。

恒定碰撞是指一种物体在碰撞后,两个物体的总动量完全不变的物理现象,这种碰撞没有能量损失,是最常见的碰撞类型;而弹性碰撞就是指一种物体在碰撞后,物体原来的总动量被完全保存,但是有一部分能量转化为其他形式的物理现象,如声音、热量等;非弹性碰撞则是一种物体在碰撞后,发生能量损耗的物理现象,而热碰撞通常指一种物体在碰撞后,由于两个或多个物体间的热交换过程,产生的物理现象。

综上所述,从宏观和微观的角度,高中物理类碰撞问题可以分为宏观上的简单碰撞和复杂碰撞,以及微观上的恒定碰撞、弹性碰撞、非弹性碰撞和热碰撞。

如何解决这些碰撞问题,要求学习者不仅要掌握宏观的物理概念,还要掌握微观的物理规律,以解决问题。

此外,要想更好地理解碰撞问题,学习者还要多加练习,结合实践,逐步提升自身的理解能力,以更好地掌握物理知识。

高一物理《弹性碰撞和非弹性碰撞》知识点总结

高一物理《弹性碰撞和非弹性碰撞》知识点总结

高一物理《弹性碰撞和非弹性碰撞》知识点总结
一、弹性碰撞和非弹性碰撞
1.弹性碰撞:系统在碰撞前后动能不变.
2.非弹性碰撞:系统在碰撞前后动能减少.
二、弹性碰撞的实例分析
在光滑水平面上质量为m 1的小球以速度v 1与质量为m 2的静止小球发生弹性正碰.碰后m 1小球的速度为v 1′,m 2小球的速度为v 2′,根据动量守恒定律和能量守恒定律:
m 1v 1=m 1v 1′+m 2v 2′;12m 1v 12=12m 1v 1′2+12
m 2v 2′2 解出碰后两个物体的速度分别为
v 1′=m 1-m 2m 1+m 2v 1,v 2′=2m 1m 1+m 2v 1
. (1)若m 1>m 2,v 1′和v 2′都是正值,表示v 1′和v 2′都与v 1方向同向.(若m 1≫m 2,v 1′=v 1,v 2′=2v 1,表示m 1的速度不变,m 2以2v 1的速度被撞出去)
(2)若m 1<m 2,v 1′为负值,表示v 1′与v 1方向相反,m 1被弹回.(若m 1≪m 2,v 1′=-v 1,v 2′=0,表示m 1被反向以原速率弹回,而m 2仍静止)
(3)若m 1=m 2,则有v 1′=0,v 2′=v 1,即碰撞后两球速度互换.。

高三物理弹力碰撞知识点

高三物理弹力碰撞知识点

高三物理弹力碰撞知识点弹力碰撞是高中物理学中一个重要的概念,涉及到力、速度、质量等多个物理量。

本文将介绍高三物理弹力碰撞的知识点,包括弹性碰撞和非弹性碰撞,以及相关的公式和计算方法。

一、弹性碰撞弹性碰撞是指碰撞后物体能量损失较小的碰撞过程。

在弹性碰撞中,物体的形状和结构不会发生永久性变化,碰撞前后物体的动量和动能的总量保持不变。

根据动量守恒定律和动能守恒定律,可以推导出弹性碰撞的相关公式。

1. 碰撞前后的物体动量守恒:m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'其中,m1和m2分别为碰撞物体的质量,v1和v2为碰撞前物体的速度,v1'和v2'为碰撞后物体的速度。

2. 碰撞前后的物体动能守恒:(1/2)m1v1^2 + (1/2)m2v2^2 = (1/2)m1v1'^2 + (1/2)m2v2'^2根据以上两个守恒定律可以解得碰撞后物体的速度。

二、非弹性碰撞非弹性碰撞是指碰撞过程中物体会发生形变或能量损失的碰撞过程。

在非弹性碰撞中,碰撞物体的动量守恒,但动能不守恒。

碰撞后物体的速度和形状会发生变化,碰撞物体之间会发生粘连或分为一起等现象。

在非弹性碰撞中,可以使用动量守恒定律来解题。

1. 碰撞前后的物体动量守恒:m1v1 + m2v2 = (m1 + m2)v'其中,m1和m2分别为碰撞物体的质量,v1和v2为碰撞前物体的速度,v'为碰撞后物体的速度。

三、弹性碰撞与非弹性碰撞的比较1. 能量损失:弹性碰撞中,碰撞后物体的动能守恒,能量损失较小;而非弹性碰撞中,碰撞后物体的动能不守恒,能量会损失。

2. 形状变化:弹性碰撞中,碰撞物体的形状和结构不会发生永久性变化;而非弹性碰撞中,碰撞物体会发生形变或粘连。

3. 动量守恒:弹性碰撞和非弹性碰撞的共同点是都满足动量守恒定律,碰撞前后物体的总动量保持不变。

四、实例分析以一个弹簧臂和一个小球的弹性碰撞为例,当弹簧臂无初速度时,小球从高处自由落下,在弹簧臂上发生完全弹性碰撞后反弹。

高中物理碰撞问题考点透析 学法指导

高中物理碰撞问题考点透析 学法指导

高中物理碰撞问题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v 0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0v ;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,弹簧处于原长,质量M = 4㎏的物体C 静止在前方,如图所示。

高中物理知识点总结

高中物理知识点总结

高中物理知识点总结高中物理知识点总结一碰撞问题归类一、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。

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)如果在弹性力的作用下,只产生机械能的转移,系统内无机械能的损失,称为弹性碰撞(或称完全弹性碰撞)。

此类碰撞过程中,系统动量和机械能同时守恒。

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。

此类碰撞过程中,系统动量守恒,机械能有损失,即机械能不守恒。

3.完全非弹性碰撞如果相互作用力是完全非弹性力,则机械能向内能转化量最大,即机械能的损失最大,称为完全非弹性碰撞。

碰撞物体粘合在一起,具有同一速度。

此类碰撞过程中,系统动量守恒,机械能不守恒,且机械能的损失最大。

高中物理知识点总结二功率。

高中物理能量和能量守恒知识点总结:2.功率P:功率是表征力做功快慢的物理量、是标量:P=W/t。

若做功快慢程度不同,上式为平均注意恒力的功率不一定恒定,如初速为零的匀加速运动,第一秒、第二秒、第三秒……内合力的平均功率之比为1:3:5……。

约束条件:1)发动机功率一定:牵引力与速度成反比,只要速度改变,牵引力F=P/v将改变,这时的运动一定是变加速运动。

2)机车以恒力启动:牵引力F恒定,由P=Fv可知,若车做匀加速运动,则功率P将增加,这种过程直到P达到机车的额定功率为止(注意不是达到最大速度为止)。

高中物理选修3-5-看,碰撞!

高中物理选修3-5-看,碰撞!

看,碰撞!知识集结知识元碰撞知识讲解碰撞问题1.碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短,而物体间相互作用力很大的现象;2.在碰撞现象中,一般都满足内力远大于外力,可认为相互碰撞的系统动量守恒;3.根据碰撞过程中系统总动能的变化情况,可将碰撞分为几类:(1)弹性碰撞:总动能没有损失或总动能损失很小,可以忽略不计,此碰撞称为弹性碰撞。

可使用动量守恒定律和机械能守恒定律帮助计算.如:若一个运动的球m1与一个静止的球m2碰撞,则根据动量守恒定律:根据机械能守恒定律:得到:(2)非弹性碰撞特点:部分机械能转化成物体的内能,系统损失了机械能,两物体仍能分离,动量守恒。

根据动量守恒定律:机械能的损失:(3)完全非弹性碰撞特点:碰撞后两物体粘在一起运动,此时动能损失最大,而动量守恒。

根据动量守恒定律:机械能的损失:碰撞合理性问题判断碰撞过程是否存在的依据①动量守恒②机械能不增加(动能不增加):v前,并且碰撞后,原来在前的物体速度一定增大,并③速度要合理:碰前两物体同向,则v后>为在后方的物体速有;两物体相向运动,碰后两物体的运动方向不可能都不改变.(v后为在前方的物体速度)度,v前例题精讲碰撞例1.下面关于碰撞的理解,正确的是()A.碰撞是指相对运动的物体相遇时,在极短时间内它们的运动状态发生显著变化的过程B.在碰撞现象中,一般来说物体所受的外力作用不能忽略C.如果碰撞过程中动能不变,则这样的碰撞叫做非弹性碰撞D.根据碰撞过程中动能是否守恒,碰撞可分为正碰和斜碰例2.一维碰撞的特点是:物体在碰撞前后_______运动。

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碰撞问题考点透析
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。

碰撞是一个根本,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那么。

假设弹性碰撞那么同时满足动量、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,如下列图.设碰撞过程不损失机械能,那么碰后三个小球的速度为多少?
解析:此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,
v;此后球2与球3碰撞,再一次实现速度交换.所碰后球1立即停止,球2速度立即变为
以碰后球1、球2的速度为零,球3速度为v0.
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,弹簧处于原长,质量M = 4㎏的物体C 静止在前方,如下列图。

B 与C 碰撞后二者粘在一起运动,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。

〔2〕弹性势能的最大值是多大?
解析:〔1〕由动量守恒定律得
当弹簧的压缩量最大时,弹性势能最多,此时A 、B 、C 的速度相等
2 mv =〔2m +M 〕v 1
v 1=2 mv /〔2m +M 〕=3 m/s
即A 的速度为3 m/s
〔2〕由动量守恒定律得B 、C 碰撞时
mv =〔m +M 〕v 2
v 2= mv /〔m +M 〕=2m/s
由能量守恒可得
mv 2/2+〔m +M 〕v 22/2=〔2m +M 〕v 12/2+△E P
解得:△E P =12J
3.质量均为m ,完全相同的两辆实验
小车A 和B 停放在光滑水面上,A 车上另
悬挂有一质量为2m 的小球C 。

开始B 静
止,A 、C 以速度v 0向右运动,两车发生
完全非弹性碰撞但不粘连,碰撞时间极短,
碰后小球C 先向右摆起,再向左摆起……每次均未到达水平,求:
〔1〕小球第一次向右摆起至最大高度h 1时小车A 的速度大小v .
〔2〕小球第一次向右摆起的最大高度h 1和第一次向左摆起的最大高度h 2之比.
解析:〔1〕研究A 、B 、C 整体,从最开始到小球第一次向右摆起至最大高度过程中,根据水平方向动量守恒
〔3m 〕v 0 = (4m) v 解得04
3v v A B C v
〔2〕研究A 、B 整体,两车碰撞过程中,设碰后瞬间A 、B 共同速度为v 1,根据动量守恒
mv 0 = (2m)v 1 解得0121v v = 从碰拉结束到小球第一次向右摆起至最大高度过程中,根据机械能守定律
解得g
v h 16201= 由受力分析可知,小球下摆回最低点,B 、C 开始别离。

设此时小球速度为v 3,小车速度为v 4,以向右为正方向,从碰撞结束到小球摆回最低点过程中根据水平方向动量守恒
〔2m 〕v 0 +(2m)v 1 = (2m)v 3 +(2m)v 4
根据机械能守恒定律
解得小球速度v 3 = v 1 =02
1v ,方向向右 小车速度v 4 = v 0,方向向右
另一根不合题意舍去。

研究A 、C 整体从返回最低点到摆到左侧最高点过程。

根据水平方向向量守恒
(2m) v 3 +mv 4 = (3m)v 5
根据机械能守恒定律
解得g
v h 24202= 所以h 1:h 2 =3:2
4.如下列图,质量为M=3kg 、长度为 L=的木板静
止在光滑水平面上,其左端的壁上有自由长度为L 0=的轻
弹簧,右端放置一质量为m=1kg 的小物块,小物块与木
块间的动摩擦因数为μ=0.4,今对小物块施加一个水平向
左的瞬时冲量I 0=4N ·s ,小物块相对于木板向左运动而压缩弹簧使弹性势能增大为最大值E max ,接着小物块又相对于木板向右运动,最终恰好相对静止于木板的最右端,设弹簧未超出弹性限度,并取重力加速度为g=10m/s 2。

求:
〔1〕当弹簧弹性势能最大时小物块速度v ;
〔2〕弹性势能的最大值E max 及小物块相对于木板向左运动的最大距离L max 。

解析:〔1〕由动量定理及动量守恒定律得
I 0=mv 0 mv 0=(m+M)v
解得:v=1m/s
〔2〕由动量守恒定律和功能关系得
mv 0=(m+M)u
21mv 20 =2
1〔m+M 〕v 2+μmgL max +E max 21mv 20 =2
1〔m+M 〕u 2+2μmgL max 解得:E max =3J L max
m ×10-3kg 的带电滑块A ,所带电荷量q ×10-7C .在滑块
A 的左边l =m 处放置一个不带电的绝缘滑块
B ,质量M ×
10-3kg ,B 与一端连在竖直墙壁上的轻弹簧接触(不连接)且弹簧处于自然状态,弹簧原长S =.如下列图,在水平面上方空间加一水平向左的匀强电场,电场强度的大小为E ×105
N/C ,滑块A 由静止释放后向左滑动并与滑块B 发生碰撞,设碰撞时间极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动并一起压缩弹簧至最短处(弹性限度内),此时弹性势能E 0×10-3J ,两滑块始终没有分开,两滑块的体积大小不计,与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.5,g 取10m /s 2.求:
(1)两滑块碰撞后刚结合在一起的共同速度v ;
(2)两滑块被弹簧弹开后距竖直墙壁的最大距离s .
解析:(1)设两滑块碰前A 的速度为v 1,由动能定理有:
解得:v 1=3m /s
A 、
B 两滑块碰撞,由于时间极短动量守恒,设共同速度为v
解得:v m /s
(2)碰后A 、B 一起压缩弹簧至最短,设弹簧压缩量为x 1,由动能定理有:
解得:x 1m
设反弹后A 、B 滑行了x 2距离后速度减为零,由动能定理得:
解得:x 2≈m
以后,因为qE >μ(M +m )g ,滑块还会向左运动,但弹开的距离将逐渐变小,所以,最大距离为:
S =x 2+s -x 1=m +mm=.
6.如下列图,两个完全相同质量为m 的木板A 、B 置于水平面上。

它们的间距s=m ,质量为2m 、大小可以忽略的物块C 置于A 板的左端。

C 与A 之间的动摩擦因数为1μ,A 、B 与水平面之间的动摩擦因数2μ,最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。

开始时,三个物体处于静止状态,现给C 施加一个水平向右,大小为25
mg 的恒力F ,假定A 、B 碰撞时间很短且碰撞后粘连在一起,要使C 最终不脱离木板,每块木板的长度最少要为多少?
解析:在A ,B 碰撞之前,A ,C 间的最大静摩擦力为21μmg=0.44mg ,大于C 所受到的外力0.4mg ,因此,A ,C 之间无相对运动。

所以A ,C 可作为一个整体。

碰撞前A ,C 的速度可以用动能定理求出。

碰撞之后,A ,B 具有共同的速度,C 的速度不变。

A ,C 间发生相对运动。

并且根据题意,A ,B ,C 系统所受的摩擦力等于F ,因此系统所受的合外力为零。

可运用动量守恒定理求出C 刚好不脱离木板的系统最终的共同速度。

然后,运用能量守恒定律求出A ,B 的长度,即C 与A ,B 发生相对位移的距离。

由于F 小于A ,C 间最大静摩擦力,所以A ,C 无相对运动。

FS-2μ3mgS=
123m 21v
解得1v
c v ,m 1v =2m ab v
得ab v 因为,F=2μ4mg=0.4mg;所以,A ,B ,C 组成的系统合外力为零
2m c v +2m ab v =4m v
得,v 由能量守恒定理得 F2L+124m 2v -1μ2mg2L=122m 2c v +12
2m 2ab v L=5m。

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