系统角动量守恒恒,为什么原来速度大的小球碰后的速度必须小于等于另一小球的碰后

五、碰撞中的动量守恒_百度文库
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五、碰撞中的动量守恒
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高二《碰撞及其动量守恒实验》
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你可能喜欢用如图1所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量:①旋动部件________,使指针对准电流的“0”刻线。②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。③将插入“+”、“—”插孔的表笔短接,旋动部件_____,使指针对准电阻的_____(填“0刻线”或“∞刻线”。④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按_____的顺序进行操作,再完成读数测量。A.& 将K旋转到电阻挡”x1K”的位置B.& 将K旋转到电阻挡”x10”的位置C.& 将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D.& 将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准(2)如图2,用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。①试验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通过仅测量&&&&&&(填选项前的序号),间接地解决这个问题A小球开始释放高度&&&&&&&&&&& B小球抛出点距地面的高度C小球做平抛运动的射程②图2中点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球多次从斜轨上位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程,然后,把被碰小球静止于轨道的水平部分,再将入射小球从斜轨上位置静止释放,与小球相撞,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是&&&&& (填选项的符号)A.用天平测量两个小球的质量、B.测量小球开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度hD.分别找到相碰后平均落地点的位置M、NE.测量平抛射程OM,ON③若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为             (用②中测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞。那么还应满足的表达式为           (用②中测量的量表示)。④经测定,,小球落地点的平均位置距O点的距离如图3所示。碰撞前,后&m1动量分别为p1与p1‘,则p1:p1‘=&&&& ;若碰撞结束时m2的动量为p2,则p1‘: p2‘=11:&&&实验结果说明,碰撞前、后总动量的比值为&&&&&&&&&&⑤有同学认为,在上述实验中仅更换两个小球的材质,其它条件不变,可以使被撞小球做平抛运动的射程增大。请你用④中已知的数据,分析和计算出被撞小球m2平抛运动射程ON的最大值为 &&&&&&&&cm&
用如图1所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量:①旋动部件________,使指针对准电流的“0”刻线。②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。③将插入“+”、“—”插孔的表笔短接,旋动部件_____,使指针对准电阻的_____(填“0刻线”或“∞刻线”。④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按_____的顺序进行操作,再完成读数测量。A.&将K旋转到电阻挡”x1K”的位置B.&将K旋转到电阻挡”x10”的位置C.&将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D.&将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准(2)如图2,用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。①试验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通过仅测量&&&&&&(填选项前的序号),间接地解决这个问题A小球开始释放高度&&&&&&&&&&&B小球抛出点距地面的高度C小球做平抛运动的射程②图2中点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球多次从斜轨上位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程,然后,把被碰小球静止于轨道的水平部分,再将入射小球从斜轨上位置静止释放,与小球相撞,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是&&&&&(填选项的符号)A.用天平测量两个小球的质量、B.测量小球开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度hD.分别找到相碰后平均落地点的位置M、NE.测量平抛射程OM,ON③若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为             (用②中测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞。那么还应满足的表达式为           (用②中测量的量表示)。④经测定,,小球落地点的平均位置距O点的距离如图3所示。碰撞前,后&m1动量分别为p1与p1‘,则p1:p1‘=&&&&;若碰撞结束时m2的动量为p2,则p1‘: p2‘=11:&&&实验结果说明,碰撞前、后总动量的比值为&&&&&&&&&&⑤有同学认为,在上述实验中仅更换两个小球的材质,其它条件不变,可以使被撞小球做平抛运动的射程增大。请你用④中已知的数据,分析和计算出被撞小球m2平抛运动射程ON的最大值为 &&&&&&&&cm
(1)在弹性限度内,弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度的比值,叫做弹簧的劲度系数。为了测量一轻弹簧的劲度系数,某同学进行了如下实验设计:如图所示,将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab与导轨接触良好,水平放置的轻弹簧一端固定于O点,另一端与金属杆连接并保持绝缘。在金属杆滑动的过程中,弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直,弹簧的形变始终在弹性限度内,通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹簧的形变较大时读数等方法,使摩擦对实验结果的影响可忽略不计。请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题。①帮助该同学完成实验设计。请你用低压直流电源()、滑动变阻器()、电流表()、开关()设计一电路图,画在图中虚线框内,并正确连在导轨的C、D两端。②若已知导轨间的距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,正确连接电路后,闭合开关,使金属杆随挡板缓慢移动,当移开挡板且金属杆静止时,测出通过金属杆的电流为I1,记下金属杆的位置,断开开关,测出弹簧对应的长度为x1;改变滑动变阻器的阻值,再次让金属杆静止时,测出通过金属杆的电流为I2,弹簧对应的长度为x2,则弹簧的劲度系数k=_______。(2)气垫导轨(如图甲)工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,大大减小了滑块运动时的阻力。为了验证动量守恒定律,在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块,每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连,两个打点计时器所用电源的频率均为b。气垫导轨正常工作后,接通两个打点计时器的电源,并让两滑块以不同的速度相向运动,两滑块相碰后粘在一起继续运动。图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分,在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带,用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3。若题中各物理量的单位均为国际单位,那么,碰撞前两滑块的动量大小分别为_________、_________,两滑块的总动量大小为_____________;碰撞后两滑块的总动量大小为_________。重复上述实验,多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等,则动量守恒定律得到验证。图甲图乙&
(1)定义:相对运动的物体相遇,在________内,通过相互作用,运动状态发生显著变化的过程叫做碰撞.
(2)碰撞的特点
①作用时间极短,内力远大于外力,总动量总是守恒的.
②碰撞过程中,总动能不增.因为没有其它形式的能量转化为动能.
③碰撞过程中,当两物体碰后________时,即发生完全非弹性碰撞时,系统动能损失________.
④碰撞过程中,两物体产生的位移可忽略.
(3)碰撞的分类
①弹性碰撞(或称完全弹性碰撞)
如果在弹性力的作用下,只产生机械能的转移,系统内无机械能的损失,称为弹性碰撞(或称完全弹性碰撞).此类碰撞过程中,系统动量和机械能同时守恒.
②非弹性碰撞
如果是非弹性力作用,使部分机械能转化为物体的内能,机械能有了损失,称为非弹性碰撞.此类碰撞过程中,系统动量守恒,机械能有损失,即机械能不守恒.
③完全非弹性碰撞
如果相互作用力是完全非弹性力,则机械能向内能转化量最大,即机械能的损失最大,称为完全非弹性碰撞.碰撞物体粘合在一起,具有同一速度.此类碰撞过程中,系统动量守恒,机械能不守恒,且机械能的损失最大.
(4)判定碰撞可能性问题的分析思路
①判定系统动量是否守恒.
②判定物理情景是否可行,如追碰后,前球动量不能减小,后球动量在原方向上不能增加;追碰后,后球在原方向的速度不可能大于前球的速度.
③判定碰撞前后动能是不增加.正确教育旗下网站
题号:5876087试题类型:单选题 知识点:动量守恒定律,碰撞&&更新日期:
在光滑水平面上,一质量为的球与质量为静止的球碰撞后球的速度方向与碰撞前相反.则碰撞后球的速度大小可能是(&&&&& )A.B.C.D.
难易度:较易
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动量守恒定律:1、内容:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。 2、表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。 3、动量守恒定律成立的条件: ①系统不受外力或系统所受外力的合力为零; ②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计; ③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。 4、动量守恒的速度具有“四性”:①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性。
动量守恒定律与机械能守恒定律的比较:
系统动量守恒的判断方法:
方法一:南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下: (1)明确系统由哪几部分组成。 (2)对系统中各物体进行受力分析,分清哪些是内力,哪些是外力。 (3)看所有外力的合力是否为零,或内力是否远大于外力,从而判断系统的动量是否守恒。方法二:南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下: (1)明确初始状态系统的总动量是多少。 (2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析,确定每一个物体的动量变化情况。 (3)确定系统动量变化情况,进而判定系统的动量是否守恒。
碰撞:1、特点:①时间:过程持续时间即相互作用时间极短②作用力:在相互作用的过程中,相互作用力先是急剧增大,然后再急剧减小,平均作用力很大③动量守恒条件:系统的内力远远大于外力,所以,系统即使所受外力之和不为零,外力也可以忽略,系统的总动量守恒④位移:碰撞过程是在一瞬间发生的,时间极短,所以,在物体发生碰撞的瞬间,可忽略物体的位移,可以认为物体在碰撞前后仍在同一位置⑤能量:在碰撞过程中,一般伴随着机械能的损失,碰撞后系统的总动能要小于或等于碰撞前系统的总动能,2、两物体相碰通常有以下三种情况 ①两物体碰撞后,动能无损失,称为弹性碰撞。当两相等质量的物体发生弹性碰撞时,则发生速度交换,这是一个很有用的结论。&②两物体碰撞后虽分开,但动能有损失,称为非弹性碰撞。&③两物体碰撞后合为一个整体,以某一共同速度运动,称为完全非弹性碰撞。此类碰撞中动能损失最多,即动能转化为其他形式能的值最多。
弹性碰撞及讨论:
质量为m1与质量为m2的物体分别以速度运动并发生对心碰撞,碰撞过程中无机械能损失(如图所示)。设碰后两物体的速度分别为据动量守恒得据机械能守恒得由①②两式得由上述表达式可以看出: (1)若(2)若即速度交换。 (3)若,即m2的速度几乎不变。
“一动一静”模型:
(1)弹性正碰,如图所示,在光滑水平面上质量为 m1的小球以速度v1与质量为m2的静止小球发生弹性正碰.讨论碰后两球的速度根据动量守恒和机械能守恒有:解上面两式可得:碰后m1的速度碰后m2的速度讨论: ①若表示表示m1的速度不变,m2以2v1速度被撞出去。②若都是正值,表示都与v1方向相同。 ③若,则有即碰后两球速度互换。 ④若为负值,表示方向相反, m1被弹回。 ⑤若这时表示m1被反向以原速率弹回,而m2仍静止。⑥两物体碰后的速度随两物体的质量比变化情况如图所示。 ⑦能量传递:在弹性碰撞中,传递的能量跟两者质量比有关,即两球质量越接近,碰撞中传递的动能越大;在两种情况下,传递的动能相等。 (2)完全非弹性碰撞上例中m1与m2发生完全非弹性碰撞,则有,碰后的共同速度损失的动能
&“二合一”模型:
这种模型是指两个速度不同的物体通过发生相互作用,最终两物体粘在一起运动或以共同的速度运动的模型。这种模型的主要特征是终态共速(也可以是只在某一时刻共速.而研究的过程是从初始到共速的过程),从能量角度来看,这种过程中能量损失是最大的,属于完全非弹性碰撞的类型,在一维碰撞中的方程有:相互作用的两个物体在很多情况下皆可当成碰撞处理,那么对相互作用中两物体相距“恰最近”、相距 “恰最远”或“恰上升到最高点”等一类,临界问题,求解的关键都是“速度相等”。在“类碰撞”问题中,碰撞时间不一定很短,但遵守的规律却是相同的,例如下面几种情形。 (1)如图中,光滑水平面上的A物体以速度v0去撞击静止的B物体,A、B两物体相距最近时,两物体速度必定相等,此时弹簧最短,其压缩量最大,系统损失的动能等于弹簧获得的弹性势能, (2)在图中,物体A以速度v0滑到静止在光滑水平面上的小车B上,当A在B上滑行的距离最远时,A、B相对静止,A、B的速度必定相等,系统损失的动能等于AB间摩擦产生的热量。 (3)在图中,子弹以速度v0射入静止在光滑的水平面上的木块中。当子弹不穿出时,子弹和木块的速度必定相等,系统损失的动能等于子弹与木块间摩擦产生的热量。 (4)如图所示,质量为M的滑块静止在光滑水平面上,滑块的光滑弧面底部与桌面相切,一个质量为m 的小球以速度v0向滑块滚来。设小球不能越过滑块,则小球到达滑块上的最高点时(即小球在竖直方向上的速度为零),两者的速度肯定相等(方向为水平向右),小球获得的重力势能等于系统损失的动能
碰撞合理性的判断方法:
碰撞的合理性要遵循动量守恒定律、能量关系和速度关系: 1.系统动量守恒&2.碰撞过程中系统的总动能不会增加如果物体发生的是弹性碰撞,总动能不变;其他情况碰撞后会有部分动能转化为内能,系统的动能将减小。即 3.速度要符合情景如果碰前两物体同向运动,则后面物体的速度必大于前面物体的速度,即否则无法实现碰撞。碰撞后,原来在前的物体速度一定增大,且原来在前的物体速度大于或等于原来在后的物体速度,即否则碰撞没有结束。如果碰前两物体是相向运动,则碰后,两物体的运动方向不可能都不改变,除非两物体碰撞后速度均为零。
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接收老师发送的作业,在线答题。用如图1所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量:①旋动部件________,使指针对准电流的“0”刻线。②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。③将插入“+”、“—”插孔的表笔短接,旋动部件_____,使指针对准电阻的_____(填“0刻线”或“∞刻线”。④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按_____的顺序进行操作,再完成读数测量。A.& 将K旋转到电阻挡”x1K”的位置B.& 将K旋转到电阻挡”x10”的位置C.& 将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D.& 将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准(2)如图2,用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。①试验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通过仅测量&&&&&&(填选项前的序号),间接地解决这个问题A小球开始释放高度&&&&&&&&&&& B小球抛出点距地面的高度C小球做平抛运动的射程②图2中点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球多次从斜轨上位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程,然后,把被碰小球静止于轨道的水平部分,再将入射小球从斜轨上位置静止释放,与小球相撞,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是&&&&& (填选项的符号)A.用天平测量两个小球的质量、B.测量小球开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度hD.分别找到相碰后平均落地点的位置M、NE.测量平抛射程OM,ON③若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为             (用②中测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞。那么还应满足的表达式为           (用②中测量的量表示)。④经测定,,小球落地点的平均位置距O点的距离如图3所示。碰撞前,后&m1动量分别为p1与p1‘,则p1:p1‘=&&&& ;若碰撞结束时m2的动量为p2,则p1‘: p2‘=11:&&&实验结果说明,碰撞前、后总动量的比值为&&&&&&&&&&⑤有同学认为,在上述实验中仅更换两个小球的材质,其它条件不变,可以使被撞小球做平抛运动的射程增大。请你用④中已知的数据,分析和计算出被撞小球m2平抛运动射程ON的最大值为 &&&&&&&&cm&
用如图1所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量:①旋动部件________,使指针对准电流的“0”刻线。②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。③将插入“+”、“—”插孔的表笔短接,旋动部件_____,使指针对准电阻的_____(填“0刻线”或“∞刻线”。④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按_____的顺序进行操作,再完成读数测量。A.&将K旋转到电阻挡”x1K”的位置B.&将K旋转到电阻挡”x10”的位置C.&将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D.&将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准(2)如图2,用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。①试验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通过仅测量&&&&&&(填选项前的序号),间接地解决这个问题A小球开始释放高度&&&&&&&&&&&B小球抛出点距地面的高度C小球做平抛运动的射程②图2中点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球多次从斜轨上位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程,然后,把被碰小球静止于轨道的水平部分,再将入射小球从斜轨上位置静止释放,与小球相撞,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是&&&&&(填选项的符号)A.用天平测量两个小球的质量、B.测量小球开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度hD.分别找到相碰后平均落地点的位置M、NE.测量平抛射程OM,ON③若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为             (用②中测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞。那么还应满足的表达式为           (用②中测量的量表示)。④经测定,,小球落地点的平均位置距O点的距离如图3所示。碰撞前,后&m1动量分别为p1与p1‘,则p1:p1‘=&&&&;若碰撞结束时m2的动量为p2,则p1‘: p2‘=11:&&&实验结果说明,碰撞前、后总动量的比值为&&&&&&&&&&⑤有同学认为,在上述实验中仅更换两个小球的材质,其它条件不变,可以使被撞小球做平抛运动的射程增大。请你用④中已知的数据,分析和计算出被撞小球m2平抛运动射程ON的最大值为 &&&&&&&&cm
(1)在弹性限度内,弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度的比值,叫做弹簧的劲度系数。为了测量一轻弹簧的劲度系数,某同学进行了如下实验设计:如图所示,将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab与导轨接触良好,水平放置的轻弹簧一端固定于O点,另一端与金属杆连接并保持绝缘。在金属杆滑动的过程中,弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直,弹簧的形变始终在弹性限度内,通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹簧的形变较大时读数等方法,使摩擦对实验结果的影响可忽略不计。请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题。①帮助该同学完成实验设计。请你用低压直流电源()、滑动变阻器()、电流表()、开关()设计一电路图,画在图中虚线框内,并正确连在导轨的C、D两端。②若已知导轨间的距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,正确连接电路后,闭合开关,使金属杆随挡板缓慢移动,当移开挡板且金属杆静止时,测出通过金属杆的电流为I1,记下金属杆的位置,断开开关,测出弹簧对应的长度为x1;改变滑动变阻器的阻值,再次让金属杆静止时,测出通过金属杆的电流为I2,弹簧对应的长度为x2,则弹簧的劲度系数k=_______。(2)气垫导轨(如图甲)工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,大大减小了滑块运动时的阻力。为了验证动量守恒定律,在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块,每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连,两个打点计时器所用电源的频率均为b。气垫导轨正常工作后,接通两个打点计时器的电源,并让两滑块以不同的速度相向运动,两滑块相碰后粘在一起继续运动。图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分,在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带,用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3。若题中各物理量的单位均为国际单位,那么,碰撞前两滑块的动量大小分别为_________、_________,两滑块的总动量大小为_____________;碰撞后两滑块的总动量大小为_________。重复上述实验,多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等,则动量守恒定律得到验证。图甲图乙&
(1)定义:相对运动的物体相遇,在________内,通过相互作用,运动状态发生显著变化的过程叫做碰撞.
(2)碰撞的特点
①作用时间极短,内力远大于外力,总动量总是守恒的.
②碰撞过程中,总动能不增.因为没有其它形式的能量转化为动能.
③碰撞过程中,当两物体碰后________时,即发生完全非弹性碰撞时,系统动能损失________.
④碰撞过程中,两物体产生的位移可忽略.
(3)碰撞的分类
①弹性碰撞(或称完全弹性碰撞)
如果在弹性力的作用下,只产生机械能的转移,系统内无机械能的损失,称为弹性碰撞(或称完全弹性碰撞).此类碰撞过程中,系统动量和机械能同时守恒.
②非弹性碰撞
如果是非弹性力作用,使部分机械能转化为物体的内能,机械能有了损失,称为非弹性碰撞.此类碰撞过程中,系统动量守恒,机械能有损失,即机械能不守恒.
③完全非弹性碰撞
如果相互作用力是完全非弹性力,则机械能向内能转化量最大,即机械能的损失最大,称为完全非弹性碰撞.碰撞物体粘合在一起,具有同一速度.此类碰撞过程中,系统动量守恒,机械能不守恒,且机械能的损失最大.
(4)判定碰撞可能性问题的分析思路
①判定系统动量是否守恒.
②判定物理情景是否可行,如追碰后,前球动量不能减小,后球动量在原方向上不能增加;追碰后,后球在原方向的速度不可能大于前球的速度.
③判定碰撞前后动能是不增加.}

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