← 返回目录

动量守恒与碰撞闯关

p = mv

看方向,圈系统,盯碰前碰后。碰撞题就不乱了。

第 1 关“运动的分量”还不够

同样冲过来,卡车为什么比滑板难拦?速度之外,还差质量。

描述物体的“运动分量”,要把质量和速度一起算:动量 p = mv

三个字母各管什么 p:动量,是矢量;单位 kg·m/s
m:质量,单位 kg,只取正数。
v:速度,方向跟着它走。先规定正方向,反方向速度写负号。

p = 2 × 3 = +6 kg·m/s,方向向右

动量变化量也有方向Δp = p − p = m(v − v)。不是“末动量大小减初动量大小”。

试一下:0.5 kg 的球原来以 4 m/s 向右,反弹后以 2 m/s 向左。规定向右为正,Δp 是多少?

Δp = kg·m/s

第 2 关力作用一阵,会留下什么

拍球时,力越大、接触越久,球的动量就改得越多。

冲量 I = FtI 是矢量,方向跟合力方向相同,单位 N·s。更重要的一句是:

I = FΔt = Δp = p − p

图像面积就是冲量

按现在图上的数据,冲量(也就是 Δp)是多少?

I = Δp = N·s

第 3 关什么时候能用动量守恒

不是看到两个物体就套公式。先圈出“系统”,再看外力。

系统里物体互相推、互相撞,这些叫内力。内力成对出现,改变各自动量,却不改变系统总动量。

开门条件系统所受合外力为零,系统总动量守恒。某个方向合外力为零,就只在那个方向上守恒。
时间很短时的近似碰撞、爆炸过程很短,内力远大于外力,外力冲量可以忽略时,也可近似认为系统动量守恒。别说“没有外力”,要说“外力冲量可忽略”。

第 4 关碰撞模拟台

调质量和初速度,再让两球真的撞一次。右为正,左为负。

蓝球 1
橙球 2
准备
碰前总动量
2 kg·m/s
碰后总动量
2 kg·m/s
碰前总动能
22 J
碰后总动能
22 J
碰后速度

附加挑战:让指定小球碰后恰好静止

只做弹性碰撞。调蓝球质量 m₁ 和初速度 u₁;橙球参数已锁定。不能把两球都停着糊弄过去。

1 / 3 题

目标:让蓝球碰后 v₁ = 0

橙球:m₂ = 1 kg,u₂ = −2 m/s
预测 v₁ = −0.5 m/s

第 5 关三种碰撞,别混在一起

只要系统动量守恒,不代表动能也守恒。

碰撞类型总动量总动能碰后特点
弹性碰撞守恒守恒通常分开
非弹性碰撞守恒减少形变、发热等
完全非弹性碰撞守恒减少最多粘在一起,共同速度
完全非弹性的一步公式m₁u₁ + m₂u₂ = (m₁ + m₂)v。先带正负号算共同速度,再看方向。

第 6 关没有外推,也能动起来

枪后坐、火箭升空、人走船退,本质都是系统内部“分动量”。

反冲与火箭

原来系统静止,总动量是 0。一部分向后喷出负动量,主体就得到向前的正动量。两部分动量大小不一定各自不变,但总和仍是 0

火箭不是“顶着空气飞”它把燃气高速向后喷,燃气获得向后动量,火箭获得向前动量。所以真空里照样能飞。连续喷气时火箭质量还会变化,不能把整个过程粗暴当成定质量小球。

人船模型

人和船原来都静止,水平方向外力可忽略。人往右走,船就往左退,系统质心的水平位置不变。

船退多远

小检查:人和船质量相等,人相对船向右走 4 m,船向左退多少?

易错关四个坑,专门拆掉

这些选项看着顺眼,考试就爱拿它们骗你。

通关测10 题把整章串起来

每次打开或点“换一套”都会换友好数字。交卷后逐题讲清楚。

小抄考前只看这几句

做碰撞题的顺序规定正方向 → 选系统 → 查外力条件 → 写碰前总动量 = 碰后总动量 → 再看题目有没有额外说“弹性”或“粘住”。