為什麼完全非彈性碰撞中動能損失最大?——數學物理方法之極值法

2021-01-15 高中物理科學思維方法教與學

      運用數學解決物理問題的能力是中學物理教學的目標之一,是高考要考查的五種能力之一。今天分享的是用二次函數解決物理教學中遇到的一個疑難問題——完全非彈性碰撞中動能損失最大?

      2019年新人教版高中物理教材選擇性必修一23頁練習題5(見下圖片)


       本題涉及到被碰小球碰後速度範圍問題,那麼,當兩球相碰,被碰小球獲得的最小速度怎麼求呢?通常老師會說「兩球發生完全非彈性碰撞時,系統動能損失最大,此時,被碰小球獲得的速度最小。」,有同學會問「為什麼完全非彈性碰撞中動能損失最大?」解釋如下:

即:碰撞後,兩物體粘連在一起,以相同的速度運動,系統的動能損失最大。

         

         從上述解析過程可知,通過設置變量,建立函數關係,再把二次三項式變換成求極值的形式,即可求出最大值或最小值。

      

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