秦偉杰
陜西省勉縣一中 724200
[要點(diǎn)精析]
1.直接作用:時(shí)間短;一般來說內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力.
2.碰撞特點(diǎn):內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,因此動量近似守恒.3.碰撞分類:
爆炸特點(diǎn):
1.內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,動量守恒;
2.其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
反沖指在系統(tǒng)內(nèi)力作用下,系統(tǒng)內(nèi)一部分物體向某一方向發(fā)生動量變化時(shí),系統(tǒng)內(nèi)其余部分向相反方向發(fā)生動量變化的現(xiàn)象叫做反沖運(yùn)動。
[重點(diǎn)難點(diǎn)透析]
1.碰撞問題應(yīng)遵守的原則
在碰撞過程中,系統(tǒng)的總動能不可能增加,如果是彈性碰撞,碰撞前后總動能不變,如果是非彈性碰撞,則有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,系統(tǒng)總動能減少。對于完全非彈性碰撞,碰后兩物體合為一體,損失的機(jī)械能最多。
在處理碰撞問題時(shí)通常要抓住以下三個(gè)原則,即
(1)碰撞過程中動量守恒原則
(2)碰撞后總動能不增加原則
(3)碰撞后狀態(tài)合理性原則:碰撞過程的發(fā)生必須符合客觀實(shí)際,如甲追上乙并發(fā)生碰撞,碰前甲的速度必須大于乙的速度,碰后甲的速度必須小于、等于乙的速度,或甲反向運(yùn)動。
2.關(guān)于動量守恒的問題
一個(gè)原來靜止的系統(tǒng),由于某一部分的運(yùn)動而對另一部分有沖量,使另一部分也運(yùn)動,若現(xiàn)象中滿足動量守恒或某個(gè)方向上滿足動量守恒,則有Mv′-mv=0,有由此式可以看出:你動我動,你快我快,你慢我慢,你停我停。速率和各自質(zhì)量成反比,且
[典例精析]
[例1]如圖所示,有兩個(gè)厚度相同的木塊A和B,緊挨著放在光滑的水平面上,A、B的質(zhì)量分別為ma=1kg,mb=800g,現(xiàn)有一長度不計(jì),質(zhì)量為mc=200g的鉛塊C,以速度v0=10m/s,沿水平方向飛到木塊A的上表面,C和A、B間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,最后C停在木塊B上,這時(shí)B、C的共同速度為1.5m/s。求(1)木塊A的速度va;(2)鉛塊C離開A時(shí)的速度vc。
[解析]:C在A上滑動,C做勻減速直線運(yùn)動,A、B一起做勻加速直線運(yùn)動,A、B、C構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒。C滑到B上,A做勻速直線運(yùn)動,B做勻加速直線運(yùn)動,C做勻減速直線運(yùn)動。當(dāng)B與C二者速度相等時(shí),C相對B靜止,之后B與C 一起做勻速直線運(yùn)動,C在B上滑動時(shí),以B、C為系統(tǒng),系統(tǒng)動量守恒;以A、B、C為系統(tǒng),系統(tǒng)動量仍守恒。
(1)設(shè)C滑到B上時(shí)A的速度為va,C的速度為vc′,C與B相對靜止時(shí)B與C的共同速度為vbc,
根據(jù)動量守恒:
以A、B、C構(gòu)成的系統(tǒng)
(2)以B、C構(gòu)成的系統(tǒng)
另解:以A、B、C構(gòu)成的系統(tǒng),當(dāng)C剛滑到B上時(shí),A與B速度相同為va,
以A、B、C為系統(tǒng),從C滑到A上直到C與B相對靜止的過程中,系統(tǒng)時(shí)時(shí)刻刻動量都守恒。當(dāng)C與B相對靜止時(shí)為末狀態(tài),末動量不僅由(mb+mc)vbc組成,還必須加上mava,一定要注意系統(tǒng)動量的同時(shí)性。
[例2]向空中發(fā)射一炮彈,不計(jì)空氣阻力,當(dāng)此炮彈的速度恰好沿水平方向時(shí),炸裂成A、B兩塊,若質(zhì)量較大的一塊A的速度方向仍沿原來的方向,則 ( )
A.B的速度方向一定與原來的方向相反
B.從炸裂到落地的這段時(shí)間里,A飛行的水平距離一定比B大
C.A、B一定同時(shí)到達(dá)地面
D.在炸裂過程中,A、B受到的爆炸力的沖量大小一定相等
[解析]選C、D。設(shè)原來炮彈水平方向的速度v0炸裂后A、B的質(zhì)量和速度分別為m1、m2及v1、v2,因不計(jì)空氣阻力,炮彈在水平方向不受外力作用,則炮彈在爆炸過程中水平方向動量守恒,則有:
當(dāng)(m1+m2)v0>m1v1時(shí),v2>0,則B的速度方向與原炮彈速度方向相同;
當(dāng)(m1+m2)v0=m1v1時(shí),v2=0,則B做自由落體運(yùn)動;
當(dāng)(m1+m2)v0<m1v1時(shí),v2<0,則B的速度方向與原炮彈速度方向相反。
因此,上述三種情況均有可能,A項(xiàng)說法錯(cuò)誤。
炸裂后A、B在同一高度,在豎直方向均做自由落體運(yùn)動,所以A、B同時(shí)落地,C項(xiàng)正確。
炸裂后A做平拋運(yùn)動,但B要么平拋運(yùn)動,要么自由落體運(yùn)動,且v1、v2大小未知,因此落地時(shí)的水平距離無法判斷,B項(xiàng)錯(cuò)。
根據(jù)牛頓第三定律和沖量的定義可知,D項(xiàng)正確。