1、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
2、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 ,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
3、倍,求木板从反向弹回到再次撞上墙,所需要的时间。V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:m2m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
4、,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 *2m*g/m=2g。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 *2m*g/2m=g。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
5、,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 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,一直到有共同速度的时间 t1。*2m*g* t1=m* v 共 -m*(-v) 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 ?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*(2g)* t12 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 最后联立- ,求得结果。