《高考物理一轮复习考点扫描》专题7.3 一维碰撞问题分析(原卷版)
2021 年一轮考点扫描微专题
专题 7.3 一维碰撞问题分析
目录
【考点扫描】........................................................................................................................................................... 1
1. 弹性碰撞................................................................................................................................................... 1
2. “动静相碰型”弹性碰撞的结论............................................................................................................ 1
3. 非弹性碰撞............................................................................................................................................... 2
4. 完全非弹性碰撞....................................................................................................................................... 2
5. 碰撞三原则............................................................................................................................................... 2
【典例分析】........................................................................................................................................................... 2
【专题精练】........................................................................................................................................................... 5
【考点扫描】
1. 弹性碰撞
发生弹性碰撞的两个物体碰撞前后动量守恒,动能守恒,若两物体质量分别为 m1和m2,碰前速度为
v1,v2,碰后速度分别为 v1ˊ,v2ˊ,则有:
m1v1+m2v2=m1v1ˊ+m2v2ˊ (1)
m1v12+
m2v22=
m1v1ˊ2+
m2v2ˊ 2 (2)
联立(1)、(2)解得:
v1ˊ=
2
m1v1+m2v2
m1+m2
−v1
,v2ˊ=
2
m1v1+m2v2
m1+m2
−v2
.
特殊情况: 若 m1=m2 ,v1ˊ= v2 ,v2ˊ= v1 .
2. “动静相碰型”弹性碰撞的结论
两球 发生弹性碰撞时应满足动量守恒和机械能守恒。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′=
v1v2v1ˊv2ˊ
m1m2
1
结论:(1)当m1=m2时,v1′=0,v2′=v1(质量相等,速度交换)
(2)当m1>m2时,v1′>0,v2′>0,且 v2′>v1′(大碰小,一起跑)
(3)当m1<m2时,v1′<0,v2′>0(小碰大,要反弹)
(4)当m1≫m2时,v1′=v0,v2′=2v1(极大碰极小,大不变,小加倍)
(5)当m1≪m2时,v1′=-v1,v2′=0(极小碰极大,小等速率反弹,大不变)
3. 非弹性碰撞
介于弹性碰撞和完全非弹性碰撞之间的碰撞。动量守恒,碰撞系统动能损失。
根据动量守恒定律可得:m1v1+m 2v2=m1v1ˊ+m2v2ˊ (1)
损失动能 ΔEk,根据机械能守恒定律可得:
½m1v12+ ½ m2v22=
m1v1ˊ2+
m2v2ˊ 2 + ΔEk. (2)
4. 完全非弹性碰撞
碰后物体的速度相同, 根据动量守恒定律可得:
m1v1+m2v2=(m1+m2)v共 (1)
完全非弹性碰撞系统损失的动能最多,损失动能:
ΔEk= ½m1v12+ ½ m2v22- ½(m1+m2)v 共2. (2)
联立(1)、(2)解得:v共 =
m1v1+m2v2
m1+m2
;ΔEk=
1
2
m1m2
m1+m2
(v1−v2)2
5. 碰撞三原则
(1)动量守恒:即 p1+p2=p1′+p2′.
(2)动能不增加:即 Ek1+Ek2≥Ek1′+Ek2′或+≥+.
(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。
【其它方法①】临界法
弹性碰撞没有动能损失,完全非弹性碰撞动能损失最多,计算出这两种情况下的临界速度,那么其他碰撞
应该介于二者之间。
【典例分析】
【例 1】(2020·湖北宜昌西陵区期末)甲、乙两球在水平光滑轨道上向同方向运动,已知它们的动量分别是
v1v2v共
m1m2
2
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