物理学中“碰撞--动量守恒”大题的解题方法.docVIP

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的2倍，求木板从反向弹回到再次撞上墙，所需要的时间。 V 2m m 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。 3、之后的过程中，木板向左运动，木块向右运动，二者之间有相对运动，之间有摩擦力， 木板：初速度为-V，摩擦力向右，做水平向左的匀减速直线运动，加速度为μ*2m*g/m=2μg。 木块：初速度为V，摩擦力向左，做水平向右的匀减速直线运动，加速度为μ*2m*g/2m=μg。 由于木板的加速度大于木块的加速度，所以木板的速度会先减为0，然后开始做速度相对地面是水平向右的加速运动，因为，它是刚从0开始加速，速度会小于林块的速度，所以相对于木块它是向左运动的，则它所受的摩擦力是向右的，而相对于地面速度是向右的，所以它应该是做相对于地面向右的加速运动）。木块速度相对于地面向右，摩擦力向左的，则它做相对于地面向右的减速运动，虽然它们一个加速，一个减速，只要速度不等，就有相对运动，就会有摩擦力，就会有加速度，速度就会一变化，直到它们达到共同速度，则不再有相对运动，这个过程，它们之间有摩擦力，是内力，系统所受合外力为0，则运量守恒： m*(-v )+2m*v=(m+2m)*v共 ① 由于题目最后求时间，我们再来看一下，这个过程中有没有涉及到时间的方程，对木板用动量定理，可以求出从木板反向弹回，??直到有共同速度的时间t1。 μ*2m*g* t1=m* v共-m*(-v) ② 4、当达到共同速度之后，木块和木板就会以共同的速度做匀速直线运动，碰撞墙面，我们设这段时间的位移是l,时间是t2，则： t2=l/ v共 ④ ？但是我们该如何求得l呢，我们回头看第3步：木板被反向弹回，然后向左减速，然后再向右加速，直到共同速度，它的运动轨迹是这样： l 整个过程的位移表达式应该是 l=v* t1-1/2*(2μg)* t12 ③ 注意，在这里不要把位移与路程相混淆了，这个式子计算的是位移，即绿色区域，不是路程---橘色区域。 5、最终木板再与墙相撞，所求整个运动过程为时间t： t= t1+ t2 ⑤ 最后联立①--⑤，求得结果。