物理競賽典型例題精講——非彈性碰撞的衝擊力

2020-12-03 物理競賽指導

02-09-11_碰撞衝擊力

本期高中物理競賽試題,我們再繼續研究一下動量定理的有關題目,本期主要通過動量定理試著計算出非彈性碰撞下的衝擊力的大小,由同學們的做題經驗不難知道,本題的解題思路必定要使用到動量定理的,通常在遇到瞬間作用力問題的時候,動量定理是必備的法寶之一,本期題目不僅僅要應用動量定理,還要與運動的相關知識結合,討論一個從高處下落的小球經過非彈性碰撞後的運動狀態,通過碰撞前後的運動狀態,並結合動量和衝量的關係,得到此時的衝擊力大小。

本期題目的思路還是比較清晰的,其中所應用的知識也比較固定,非常適合練習動量定理的基礎知識,相信看到這裡的同學,心中一定躍躍欲試,拿起筆來,看題了,提前預祝同學們能夠順利做出此題目哦。

高中物理競賽典型題與解題步驟

質量為m的重球從空中的某一高度自由下落,碰地後又彈升到另一最高點,共經歷時間t,其中球與地面間相接觸的時間為dt,求重物對地面的平均衝擊力。

高中物理競賽題解題方法與思路

題目不難吧,小編在這裡可以非常肯定的說,一定有不少同學得出答案了吧,那小編在這裡先恭喜各位做出來的同學們,你們的動量定理基礎掌握的還是挺不錯的,可以進一步深入研究動量定理的競賽題目了,如果同學你沒能夠將這個題目完整的做出來,說明你在動量定理這塊內容上還有很大的欠缺,還需要很長的路要走,要加把勁了,這個題目其實在步驟和思路上都比較基礎,也就算是動量定理這塊內容中一個入門級的題目了,過了這個題目,就算入門,沒過這個題目,至少在動量定理這塊內容上,你現在還不適合參加物理競賽。

好了,不再多說了,其實對於本期的題目,小編也沒有什麼要著重講的內容,一個非常普通的題目,普通的小編都不知道要寫些什麼了,但是百家號由於有文章字數的限制,小編也是沒怎麼有辦法,可能很多同學覺得小編的文章中,在解析過程的分析中,過於囉嗦,其實這個小編也沒有什麼辦吧,誰讓有字數限制內,小編這也是盡力而為了,希望各位同學能夠理解,對於咱們的同學而言,其實小編的文章最重要的就是解題步驟的過程,其實對於很多同學,小編下面的分析幾乎沒人看,因此小編在這裡建議各位同學儘量將解題步驟完整看完,後面的就選擇性略過吧,如果你真的沒看懂,再看看下面的介紹也可以。

最後,咱們一起來看看這個題目,首先通過題幹發現本題計算的是一個瞬時過程的平均作用力,這個問題考察的太過於明顯了,這個一看就是要考動量定理,即動量的變化與衝量的關係的,相信這個同學們也都能夠一眼看得出來,因此解題的第一步,就要將動量定理的公式寫出,即解題步驟中的方程一,此處其實小編寫的沒有問題,上面的那個配圖與題幹稍有不同,在於這個圖2中所表示的是地面對球的作用力,而題目中要計算的是這個力的反作用力,即球對地面的平均衝擊力。進一步將方程一化簡,就得到了方程二,觀察方程二,可以明顯的看到,方程二中就是兩個速度值是未知量,其它都是已知量了,後面的思路一定有了吧,就是表示出碰撞前後的速度。

考慮到時間反演不變性的原理,均按照自由下落的過程處理,就能夠得到題目解題步驟中的方程三,代入到方程二中,化簡就得到了方程六,此題得解。步驟並不複雜,做題過程中的思路也非常清晰,是個訓練動量基礎思維能力的典型題目。

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