高中物理宝宝,对于多个物体,有受到摩擦力,有碰撞情况,最后要求某个物理量的范围(比如μ、速度、质量等),我们需要怎么建立讨论边界呢?这个建模思维,你一学就会,无外乎满足生活实际条件。一起从这个典例中找亮点吧!
碰撞
【典例】
如图,水平地面上有两个静止的小物块a和b,其连线与墙垂直;a和b相距l,b与墙之间也相距l;a的质量为m,b的质量为m,两物块与地面间的动摩擦因数均相同.现使a以初速度v0向右滑动,此后a与b发生弹性碰撞,但b没有与墙发生碰撞,重力加速度大小为g,求物块与地面间的动摩擦因数满足的条件.
动量、碰撞
【分析】
(1)运动过程:
一开始a以初速度v0 向右做匀减速直线运动,直至碰撞b;
a、b发生弹性碰撞,动量守恒、机械能守恒;
a和b相碰
a、b碰后,均向右做匀减速直线运动,且b始终在a的右边,b也未碰到过一次墙。
a和b碰完后a与b的运动情况
(2)考查知识点:
受力分析、动能定理、动量守恒定律、碰撞二级结论。
(3)隐含条件:
a能碰到b,则a一开始的动能大于a到b过程中的摩擦热;
b始终未撞到墙,则b被撞后的动能小于等于b到墙过程中的摩擦热。
【解答过程】
设物块与地面间的动摩擦因数为μ,要使物块a、b能发生碰撞
动能定理
设在a、b发生弹性碰撞前的瞬间,a的速度大小为v1,由动能定理可得
动能定理
设在a、b发生弹性碰撞后,a、b的速度大小分别为v2、v3
动量守恒定律
由动量守恒定律和能量守恒定律得
机械能守恒定律
动能定理再判断
由题意知b没有与墙发生碰撞,由功能关系可知
答案
【总结】
(1)单独一个物体的运动,多考虑动能定理(求速度、动能、位移、功等)、动量定理(求时间、速度等);(2)两个或两个以上的物体间有力的作用时,优先考虑动量守恒定律、能量守恒定律、碰撞二级结论(不只是碰撞才可以用)。想了解更多精彩内容,快来关注超超July
高中物理,机械能守恒定律,重力势能、弹性势能、流体模型这样做
高考物理中,动量守恒定律、能量守恒定律这样用,思维升级了
高考物理,动量与冲量,动量守恒定律,匀变速直线运动这样一起用