小球碰壁反弹加分_高中物理竞赛典型例题精讲——小球盖子不断反弹速度
04-02-11_小球蓋子不斷反彈速度
本期高中物理競賽試題,我們共同來研究一個動量守恒定律在復雜運動過程中的綜合應用實例,本題的物理場景雖然簡單,但是題目的設計者將一個原本簡單的運動過程通過一個非常復雜的不斷運動的過程,將這個運動變得比較復雜了,因此對于解決這個題目的首要問題,就是要將一個比較復雜的運動過程簡化為一個簡單的同學們都比較熟悉的運動過程,而這個簡化過程也并不像曾經(jīng)小編給出的蕩秋千的那個題目那樣,將一個復合運動簡化成過程性的運動情況,對于本期題目是需要從一個比較復雜的運動過程中,分析出哪一部分是對于解題有用的,或者說哪一部分運動是有效的,以及要滿足該運動過程的必要條件的探索,都是這個題目同學們該掌握的內容。
本期題目不僅在解題思路上有著較為復雜的分析過程,而且在解題過程中,運算量也不低,但并不復雜,只不過需要耐心的從列出的方程中,找尋合理的快速的求解方法的過程,這個過程還不是非常簡單,小編在初次求解這個題目的過程中,就曾因為求解過程思路不清晰,而導致最終沒有將這個題目解出來的尷尬,小編在進一步理順思路后,才順利地找到了這個題目的求解方法,總體感覺,題目的過程其實并不復雜,需要一點兒耐心哦。
高中物理競賽典型例題與解題步驟
如圖1所示,圓筒形容器中,有質量為M的蓋子可以無摩擦地上下滑動,另有質量為m地小球在距圓筒底H高處,以初速度v0向下運動,與圓筒底作彈性碰撞以后,返跳回H高度,與從h高度落下的蓋子作彈性碰撞,以后小球返跳落灰筒底,蓋子返跳上升,雙方返回時,仍在距離筒底H高處再次碰撞,此過程不斷重復,v0和h應該是多少?
高中物理競賽典型例題解題方法與思路
題目的解題步驟都看完了吧,對于該題目,同學們通過最后的求解過程就能發(fā)現(xiàn),小編其實僅僅聯(lián)立了三個方程就能夠解出這個方程,其實從這個題目的解題過程上來看,其涉及到的未知量其實也就只有三個而已,首先是題目中需要求解的速度和高度,其次就是解題過程中引入的未知量時間,這樣三個方程是可以完全求解的,而這三個方程中,機械能守恒的方程是基礎,也是這個題目同學們讀完題目后,幾乎都能夠寫出的方程,因此對于方程一的得到過程,小編這里并不想過多介紹了。
而本題的難點就主要體現(xiàn)在了非常重要的方程二和方程三的得到過程上,要想得到這兩個方程,需要對蓋子和小球能夠不斷運動下去的條件做到合理的分析,對于同學們解題而言,這里同學們都應該注意到,其實就是一個小球與蓋子之間的碰撞過程,同學們的經(jīng)驗一定告訴同學們,對于碰撞過程,動量守恒定律一定要用的,首先碰撞前的初始狀態(tài)的相關的物理量都是已知的,關鍵就在碰撞完成以后的運動速度分析上,具體的說就是碰撞完成后蓋子和小球的運動速度是不是有關系,具體關系怎么表達。由于小球和蓋子能夠不斷運動下去,因此整個碰撞過程一定是一個可以重復的過程,即碰撞完成后與碰撞之前要保持相同的運動狀態(tài),才有可能繼續(xù)運動下去,只要考慮到這一點,同學們就會知道,其實碰撞完成后的運動速度應該與碰撞前是相等的,只不過速度的方向發(fā)生了變化而已。
同樣對于這個小球與蓋子能夠不斷運動下去的過程,同學們還應該注意到,其運動過程中的的一次循環(huán)中,運動時間應該是相同的,這樣就得到了方程五,也是解決這個問題非常重要的方程之一,后面都是這些方程的求解過程和方法了,同學們可以自己嘗試求解一下,記住要理清思路后再動手,否則真的很容易在解題過程中迷失自我哦。
總結
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