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文档简介

动量守恒定律和能量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律 大到天体 小到微观粒子 无论相互作用的是什么性质的力 两个守恒定律都是适用的 应用动量和能量的观点处理碰撞类问题 1 含有弹簧的碰撞问题 碰撞过程中机械能守恒 因此碰撞过程为弹性碰撞 解决这类问题 一定要注意系统的选取和过程的选取 同时要注意利用动量守恒和能量守恒结合解题 典例1 在原子核物理中 研究核子与核关联的最好途径是 双电荷交换反应 这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似 两个小球A和B用轻质弹簧相连 在光滑的水平直轨道上处于静止状态 在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P 右边有一小球C沿轨道以速度v0射向B球 如图所示 C与B发生碰撞并立即结成一个整体D 在它们继续向左运动的过程中 当弹簧长度变到最短时 长度突然被锁定 不再改变 然后 A球与挡板P发生碰撞 碰后A D都静止不动 A与P接触而不粘连 过一段时间 突然解除锁定 锁定及解除锁定均无机械能损失 已知A B C三球的质量均为m 1 求弹簧长度刚被锁定时A球的速度 2 求在A球离开挡板P之后的运动过程中 弹簧的最大弹性势能 2 综合应用三大观点处理碰撞问题 典例2 2010年安徽理综 如图所示 ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道 其中AB段是水平的 BD段为半径R 0 2m的半圆 两段轨道相切于B点 整个轨道处在竖直向下的匀强电场中 电场强度大小E 5 0 103V m 一不带电的绝缘小球甲 以速度v0沿水平轨道向右运动 与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞 已知甲 乙两球的质量均为m 1 0 10 2kg 乙所带电荷量q 2 0 10 5C g取10m s2 水平轨道足够长 甲 乙两球可视为质点 整个运动过程无电荷转移 1 甲 乙两球碰撞后 乙恰能通过轨道的最高点D 求乙在轨道上的首次落点到B点的距离 2 在满足 1 的条件下 求甲的速度v0 3 若甲仍以速度v0向右运动 增大甲的质量 保持乙的质量不变 求乙在轨道上的首次落点到B点的距离范围 乙球离开D点后的最大平抛水平距离x vD t由以上各式联立得x 1 6m 所以乙球在轨道上的首次落点到B点的距离范围为0 4m x 1 6m 1 光滑水平面上 用弹簧相连接的质量均为2kg的A B两物体都以v0 6m s的速度向右运动 弹簧处于原长 质量为4kg的物体C静止在前方 如图所示 B与C发生碰撞后粘合在一起运动 在以后的运动中 1 弹性势能最大
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