首页 碰撞速度公式

碰撞速度公式

举报
开通vip

碰撞速度公式由于弹性碰撞后的速度公式不好推导,该公式又比较繁杂不好记。因此导致这类考题的得分率一直较低。下面探讨一下该公式的巧记方法。一、"一动碰一静”的弹性碰撞公式问题:如图1所示,在光滑水平面上,质量为mi的小球,以速度vi与原来静止的质量为m2的小球发生对心弹性碰撞,试求碰撞后它们各自的速度?Vi,和V2/,在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、设碰撞后它们的速度分别为机械能(动能)守恒定律得:视1+叱上面⑥⑦式的右边只有分子不同,但记忆起来容易混。为此可做如下分析:当两球碰撞mivi=mivi/+m2V2/①丨2_碍...

碰撞速度公式
由于弹性碰撞后的速度公式不好推导,该公式又比较繁杂不好记。因此导致这类考题的得分率一直较低。下面探讨一下该公式的巧记方法。一、"一动碰一静”的弹性碰撞公式问题:如图1所示,在光滑水平面上,质量为mi的小球,以速度vi与原来静止的质量为m2的小球发生对心弹性碰撞,试求碰撞后它们各自的速度?Vi,和V2/,在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、设碰撞后它们的速度分别为机械能(动能)守恒定律得:视1+叱上面⑥⑦式的右边只有分子不同,但记忆起来容易混。为此可做如下分析:当两球碰撞mivi=mivi/+m2V2/①丨2_碍¥11】亠1'2二护M+忑潮汀2222②由①③由②④由④/③V]+y{=卩;⑤联立①⑤解得至球心相距最近时,两球达到瞬时的共同速度v共,由动量守恒定律得:mivi=(mi+m2)v共解出v共=mivi/(m什m2)。而两球从球心相距最近到分开过程中,球m2继续受到向前TOC\o"1-5"\h\z■2恤卩尸卩1的弹力作用,因此速度会更大,根据对称可猜想其速度恰好增大一倍即■■-,而这恰好是⑦式,因此⑦式就可上述推理轻松记住,⑥式也就不难写出了。如果⑥式的分子容易写成m2—mi,则可根据质量mi的乒乓球以速度vi去碰原来静止的铅球m2,碰撞后乒乓球被反弹回,因此vi,应当是负的(vi,<0),故分子写成mi—m2才行。在“验证动量守恒定律”的实验中,要求入射球的质量mi大于被碰球的质量m2,也可由⑥式严—7—1"1J-解释。因为只有mi>m2,才有Vi,>0。否则,若viz<0,即入射球mi返回,由于摩擦,入射球mi再回来时速度已经变小了,不再是原来的Vi,了。另外,若将上面的⑤式变形可得:I'■,即碰撞前两球相互靠近的相对速度vi-0等于碰撞后两球相互分开的相对速度L一〔。由此可轻松记住⑤式。再结合①式也可很容易解得⑥⑦式。"一动碰一动”的弹性碰撞公式问题:如图2所示,在光滑水平面上,质量为mi、m2的两球发生对心弹性碰撞,碰撞前速度分别为Vi和V2,求两球碰撞后各自的速度?图2设碰撞后速度变为Vi,和V2,,在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能守恒定律得:miVi+m2V2=miVi/+m2V2/①1」+孰V;+詛才②由①③由②X》%伺-百)④由④/③=応+叫⑤由③⑤式可以解出L叫F⑥+阳一烧辰4旳丹⑦要记住上面⑥⑦式更是不容易的,而且推导也很费时间。如果采用下面等效的方法则可轻松记住。mi、m2两球以速度vi和V2发生的对心弹性碰撞,可等效成mi以速度vi去碰静止的m2球,再同时加上m2球以速度卩碰静止的mi球。因此由前面“一动碰一静”的弹性碰撞公式,可得两球碰撞后各自的速度2ws1v1血—吗虑L+匚,即可得到上面的⑥⑦式。另外,若将上面的⑤式变形可得「'j…即碰撞前两球相互靠近的相对速度V1-v等于碰撞后两球相互分开的相对速度'。由此可轻松记住⑤式,再结合①式可解得⑥⑦式。例题:如图3所示,有大小两个钢球,下面一个的质量为m2,上面一个的质量为mi,m2=3mi。它们由地平面上高h处下落。假定大球在和小球碰撞之前,先和地面碰撞反弹再与正下落的小球碰撞,而且所有的碰撞均是弹性的,这两个球的球心始终在一条竖直线上,则碰后上面mi球将上升的最大高度是多少?图3解法1:设两球下落h后的速度大小为vi,则vi2=2gh选向上为正方向,m2球与地面碰撞后以速度vi反弹并与正在以速度-vi下落的mi球发生弹性碰撞,设mi和m2两球碰撞后瞬间的速度分别变为viz和v2/,在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能(动能)守恒定律得:mi(—vi)+m2vi=miviz+m2v2/②将m2=3mi代入,得2vi=viz+3v2/由④⑤式消去V2/得:0=V;1-3vlv;+2v1aTOC\o"1-5"\h\z即S'一;故解出v/=vi(舍去,因为该解就是mi球碰前瞬间的速度)vi/=2vi⑥设碰后上面球mi上升的最大高度为阡,则0—vi,2=—2gh/⑦联立①⑥⑦式解出h,=4h。解法2:在解法1中,列出②③式后,可根据前面介绍的用等效法得到的“一动碰一动”的弹性碰撞公式,求出mi球碰撞后瞬间的速度vi,。选向上为正方向,mi、m2两球分别以速度一vi和vi发生对心弹性碰撞,可等效成mi以速度—vi去碰静止的m2球,再同时加上m2球以速度vi碰静止的mi球。因此mi球碰撞后的速度+=+,将m2=3mi代入得vi,=2vi。以下同解法i。解法3:在解法i中,列出②③式后,也可根据前面介绍的用等效法得到的“一动碰一动”的弹性碰撞公式,求出m2球碰撞后瞬间的速度V2,。选向上为正方向,mi、m2两球以速度一vi和vi发生的对心弹性碰撞,可等效成mi以速度—vi去碰静止的m2球,再同时加上m2球以速度vi碰静止的mi球。因此碰撞后m2球的速度卩;=砒+卑+叫+码将m2=3mi代入解得v2,=0。从mi球开始下落到mi球上升的最大高度,对mi、m2两球组成的系统,由能量守恒得:(口什m2)gh=migh,故解出h,=4h。解法4:设两球下落h后的速度大小为vi,则vi2=2gh①选向上为正方向,m2球与地面碰撞后以速度w反弹并与正在以速度-vi下落的mi球发生弹性碰撞,若以m2球为参考系,则mi球以相对m2球为-2vi的速度去碰静止的m2球,由“一动碰一静”的弹性碰撞公式得:vi7叫+呜由于碰前m2球对地的具有向上的速度vi,’_他1-叫)(€%)气故碰后mi球对地的速度为:J—」二+vi=2vi。以下同解法1。上面的解法1属于常规的 数学 数学高考答题卡模板高考数学答题卡模板三年级数学混合运算测试卷数学作业设计案例新人教版八年级上数学教学计划 解法,求解比较麻烦,用时间也比较长而且容易出错。而解法2、3、4直接应用巧记得到的弹性碰撞速度公式求解,简单而不易出错,是比较好的选择。
本文档为【碰撞速度公式】,请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑, 图片更改请在作品中右键图片并更换,文字修改请直接点击文字进行修改,也可以新增和删除文档中的内容。
该文档来自用户分享,如有侵权行为请发邮件ishare@vip.sina.com联系网站客服,我们会及时删除。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生,若发现您的权利被侵害,请联系客服邮件isharekefu@iask.cn,我们尽快处理。
本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用。
网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
下载需要: 免费 已有0 人下载
最新资料
资料动态
专题动态
is_808969
暂无简介~
格式:doc
大小:39KB
软件:Word
页数:0
分类:
上传时间:2018-07-18
浏览量:1