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物理考点:碰撞、爆炸与反冲

时间:2023-08-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:变式.如图所示,在足够长的光滑水平面上,物体A、B、C位于同一直线上,A位于B、C之间.A的质量为m,B、C的质量都为M,三者均处于静止状态.现使A以某一速度向右运动,求m和M之间应满足什么条件,才能使A只与B、C各发生一次碰撞.设物体间的碰撞都是弹性的.

物理考点:碰撞、爆炸与反冲

【知识梳理】

1.碰撞

(1)概念:碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短,而物体间相互作用力很大的现象.

(2)特点:在碰撞现象中,一般都满足内力远大于外力,可认为相互碰撞的物体组成的系统动量守恒.

(3)分类:

2.碰撞现象满足的三个规律

(1)动量守恒.

(2)机械能不增加.

(3)速度要合理.

①若碰前两物体同向运动,则应有v>v,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′≥v′.

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.

3.碰撞问题解题策略

(1)抓住碰撞的特点和不同种类碰撞满足的条件,列出相应方程求解.

(2)可熟记一些公式,例如“一动一静”模型中,两物体发生弹性正碰后的速度满足:

(3)因碰撞过程发生在瞬间,一般认为系统内各物体的速度瞬间发生突变,而物体的位置不变.

4.反冲现象

在某些情况下,原来系统内物体具有相同的速度,发生相互作用后各部分的末速度不再相同而分开.在相互作用的过程中,系统的动能增大,且常伴有其他形式能向动能的转化.

5.对反冲现象的三点说明(www.xing528.com)

(1)系统内的不同部分在强大内力作用下向相反方向运动,通常用动量守恒来处理.

(2)反冲运动中,由于有其他形式的能转变为机械能,所以系统的总机械能增加.

(3)反冲运动中平均动量守恒.

6.爆炸问题

爆炸与碰撞类似,物体间的相互作用力很大,且远大于系统所受的外力,所以系统动量守恒,爆炸过程中位移很小,可忽略不计,作用后从相互作用前的位置以新的动量开始运动.

7.爆炸现象的三个规律

1)动量守恒

由于爆炸是在极短的时间内完成的,爆炸物体间的相互作用力远远大于受到的外力,所以在爆炸过程中,系统的总动量守恒.

2)动能增加

在爆炸过程中,由于有其他形式的能量(如化学能)转化为动能,所以爆炸前后系统的总动能增加.

3)位置不变

爆炸的时间极短,因而作用过程中,物体产生的位移很小,一般可忽略不计,可以认为爆炸后仍然从爆炸前的位置以新的动量开始运动.

【例题与变式】

例题.以与水平方向成60°斜向上的初速度v0射出的炮弹,到达最高点时因爆炸分成质量分别为m和2m的两块,其中质量为2m的一块沿着原来的方向以2v0的速度飞行.求:

(1)质量较小的那一块弹片速度的大小和方向;

(2)爆炸过程中有多少化学能转化为炮弹的动能?

变式.(2015·全国卷Ⅰ)如图所示,在足够长的光滑水平面上,物体A、B、C位于同一直线上,A位于B、C之间.A的质量为m,B、C的质量都为M,三者均处于静止状态.现使A以某一速度向右运动,求m和M之间应满足什么条件,才能使A只与B、C各发生一次碰撞.设物体间的碰撞都是弹性的.

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