在动量守恒与能量守恒的习题练习时,往往要进行二元二次方程的联合运算,不仅运算量大,而且容易发生计算错误。因此,作为即将参加高考的学生,应该总结出这类题的通用结果,以快速得到答案,节省考试时间。为此,我进行了通用结果的解答,希望为各位考生起到帮助。
【例题】在光滑的水平面上,一速度为v0,质量为mA的物体,和另一处于静止状态,质量为n倍mA的物体发生碰撞,不计摩擦和能量损失,求碰撞后各自的速度。
运用动量守恒和质量守恒列方程组如下:
mA*v0=mA*vA+n*mA* vB
1/2mA*v02= 1/2mA*vA2+1/2n*mA*vB2
通过以上方程组求解得
vA= -(n-1) v0/(n+1) vB=2v0/(n+1) **通用公式
以上结论即为两物体碰撞后速度的通用公式,以下展示在各种情况下的运用。
【情况一】A运动,B静止,B质量是A的n倍。
例:在光滑的水平面上,一速度为12米/秒,质量为2kg的物体,和另一处于静止状态,质量为6kg的物体发生碰撞,不计摩擦和能量损失,求碰撞后各自的速度。
解:n=6/2=3
v1= - (3-1)*12/(3+1)= -6
v2=2*12/(3+1)=6
【情况二】A运动,B静止,A质量是B的n倍。
例:在光滑的水平面上,一速度为8米/秒,质量为6kg的物体,和另一处于静止状态,质量为3kg的物体发生碰撞,不计摩擦和能量损失,求碰撞后各自的速度。
解:A质量是B的n倍,理解为B质量是A的1/n。
故取n’=1/n=1/(6/3)=1/2
v1= - (1/2-1)*8/(1/2+1)= 8/3
v2=2*8/(1/2+1)=32/3
【情况三】AB均运动, B质量是A的n倍。
例:在光滑的水平面上,一速度为5米/秒,质量为2kg的物体,和另一反向速度为2米/秒,质量为4kg的物体发生碰撞,不计摩擦和能量损失,求碰撞后各自的速度。
解:以B为参照物,B的速度为零[-2-(-2)=0],A的速度为5 –(-2)=7
n=4/2=2
v1’= - (2-1)*7/(2+1)= -7/3
v2’=2*7/(2+1)=14/3
换回坐标系(各再加上-2),得
v1= -13/3
v2=2*7/(2+1)=8/3
以上三种情况是此类碰撞问题的所有情况,通过练习,正确运用通用公式,考试时可以事半功倍,希望对大家有用。
【反思】在平时学习的过程中,一定要善于总结记忆有用的结果,脑子中装有大量的“半成品”,在考试的时候,随时拿出来直接应用,可以大大节省考试时间。有的学生考试完后,觉得每个题都会,但就是考不了高分。而高分学生的奥秘就在这里。