(含答案)碰撞现象的特点和规律精要.doc

碰撞现象的特点和规律 一、基础知识 1、碰撞的种类及特点 分类标准 种类 特点 机械能是 否守恒 弹性碰撞 动量守恒，机械能守恒 非弹性碰撞 动量守恒，机械能有损失 完全非弹性碰撞 动量守恒，机械能损失最大 碰撞前后 动量是否 共线 对心碰撞(正碰) 碰撞前后速度共线 非对心碰撞(斜碰) 碰撞前后速度不共线 2、碰撞现象满足的规律 (1)动量守恒定律． (2)机械能不增加． (3)速度要合理： ①若碰前两物体同向运动，则应有v后v前，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，则应有v前′≥v后′. 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． 3、弹性碰撞的规律 两球发生弹性碰撞时满足动量守恒定律和机械能守恒定律． 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为例，则有m1v1＝m1v1′＋m2v2′ m1v＝m1v1′2 ＋m2v2′2 解得v1′＝，v2′＝ 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． 二、练习 1、质量是10 g的子弹，以300 m/s的速度射入质量是24 g、静止在光滑水平桌面上的木块，并留在木块中，子弹留在木块中以后，木块运动的速度是多大？如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度为100 m/s，这时木块的速度又是多大？ 答案　88.2 m/s　83.3 m/s 解析　子弹质量m＝10 g＝0.01 kg，子弹速度v0＝300 m/s，木块质量M＝24 g＝0.024 kg，设子弹射入木块中以后木块的速度为v，则子弹速度也是v，以子弹初速度的方向为正方向，由动量守恒定律得mv0＝(m＋M)v，解得v＝＝ m/s＝88.2 m/s. 若子弹穿出后速度为v1＝100 m/s，设木块速度为v2，仍以子弹初速度方向为正方向，由动量守恒定律得mv0＝mv1＋Mv2.代入数据解得v2＝83.3 m/s. 2、如图所示，光滑水平面上有质量均为2m的木块A、B，A静止，B以速度水平向左运动，质量为m的子弹以水平向右的速度v0射入木块A，穿出A后，又射入木块B而未穿出，A、B最终以相同的速度向右运动．若B与A始终未相碰，求子弹穿出A时的速度． 答案　v0 解析　以子弹、木块A组成的系统为研究对象，由动量守恒定律得 mv0＝2mvA＋mv 以子弹及木块A、B组成的系统为研究对象，由动量守恒定律得 mv0－2m×＝5mvA 解得v＝v0 3、A球的质量是m，B球的质量是2m，它们在光滑的水平面上以相同的动量运动．B在前，A在后，发生正碰后，A球仍朝原方向运动，但其速率是原来的一半，碰后两球的速率比vA′∶vB′为 (　　) A. B. C．2 D. 答案　D 解析　设碰前A球的速率为v，根据题意，pA＝pB，即mv＝2mvB，得碰前vB＝，碰后vA′＝，由动量守恒定律，有mv＋2m＝m＋2mvB′，解得vB′＝v，所以＝＝. 4、(2012·山东理综·38(2))如图所示，光滑水平轨道上有三个 木块A、B、C，质量分别为mA＝3m、mB＝mC＝m，开始时 B、C均静止，A以初速度v0向右运动，A与B碰撞后分开， B又与C发生碰撞并粘在 一起，此后A与B间的距离保持不变．求B与C碰撞前B的速度大小． 答案　v0 解析　设A与B碰撞后，A的速度为vA，B与C碰撞前B的速度为vB，B与C碰撞后粘在一起的速度为v，由动量守恒定律得 对A、B木块：mAv0＝mAvA＋mBvB① 对B、C木块：mBvB＝(mB＋mC)v② 由A与B间的距离保持不变可知 vA＝v③ 联立①②③式，代入数据得 vB＝v0. 5、如图所示，物体A静止在光滑平直轨道上，其左端固定有轻质弹簧，物体B以速度v0＝2.0 m/s沿轨道向物体A运动，并通过弹簧与物体A发生相互作用，设A、B两物体的质量均为m＝2 kg，求当物体A的速度多大时，A、B组成的系统动能损失最大？损失的最大动能为多少？ 答案　1.0 m/s　2 J 解析　当两物体速度相等时，弹簧压缩量最大，系统损失的动能最大． 由动量守恒定律知mv0＝2mv 所以v＝＝1.0 m/s 损失的动能为ΔEk＝mv－×2m×v2＝2 J. 6、如图所示，光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C，质量分别为mA＝mC＝2m、mB＝m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴接)．开始时A、B以共同速度v0运动，C静止．某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同