英语情话短句写给男生-南京特教
一、“一动碰一静”的弹性碰撞公式
问题：如图1所示，在光滑水平面上，质量为
m
1
的小球，以速度
v
1
与原来静止的质量
为
m2
的小球发生对心弹性碰撞，试求碰撞后它们各自的速度？
图1
设 碰撞后它们的速度分别为
v
1
＇和
v
2
＇，在弹性碰撞过程 中，分别根据动量守恒定律、
机械能（动能）守恒定律得：
m
1
v
1
=
m
1
v
1
＇+
m
2
v
2
＇
①
②
由① ③
由② ④
由④③ ⑤
联立①⑤解得
⑥
⑦
上面⑥⑦式的右边只有分子不同，但记忆起来容 易混。为此可做如下分析：当两球碰撞
至球心相距最近时，两球达到瞬时的共同速度
v
共
，由动量守恒定律得：
m
1
v
1
= （
m
1
+
m
2
）
v
共
解出
v
共
=
m
1
v
1
（
m
1
+
m
2
）
。而两球从球心相距最 近到分开过程中，球
m
2
继续受到向
前的弹力作用，因此速度会更大，根据对 称可猜想其速度恰好增大一倍即，而这恰好是⑦
式， 因此⑦式就可上述推理轻松记住，⑥式也就不难写 出了。如果⑥式的分子容易写成
m
2
－
m
1
，则可根据质量
m
1
的乒乓球以速度
v
1
去碰原来静止的铅球
m< br>2
，碰撞后乒乓球被反弹回，
因此
v
1
＇应当是负的（
v
1
＇<0），故分子写成
m
1
－
m
2
才行。在“验证动量守恒定律”的实验
中，要求入射球的质量
m
1
大于被碰球 的质量
m
2
，也可由⑥式解释。因为只有
m
1
>
m
2
，才有
v
1
＇>0。
否则，若
v
1＇<0，即入射球
m
1
返回，由于摩擦，入射球
m
1
再 回来时速度已经变小了，不再
是原来的
v
1
＇了。
另外，若将上面 的⑤式变形可得：，即碰撞前两球相互靠近的相对速度
v
1
－0等于碰撞
后两 球相互分开的相对速度。由此可轻松记住⑤式。再结合①式也可很容易解得⑥⑦式。
二、“一动碰一动”的弹性碰撞公式
问题：如图2所示，在光滑水平面上，质量为
m
1
、
m
2
的两球发生对心弹性碰撞，碰撞前
速度分别为v
1
和
v
2
，求两球碰撞后各自的速度？
图2
设碰撞后速度变为
v
1
＇和
v
2
＇ ，在弹性碰撞过程中，分别根据动量守恒定律、机械能守
恒定律得：
m
1
v
1
+
m
2
v
2
=
m
1
v
1
＇+
m
2
v
2
＇
①
②
由① ③
由② ④
由④③ ⑤
由③⑤式可以解出
⑥
⑦
要记住上面⑥⑦式更是不容易的，而且推导也很 费时间。如果采用下面等效的方法则可
轻松记住。
m
1
、
m
2
两球以速度
v
1
和
v
2
发生的对心弹性碰撞，可 等效成
m
1
以速度
v
1
去碰静止
的
m2
球，再同时加上
m
2
球以速度碰静止的
m
1
球。因此由前面“一动碰一静”的弹性碰撞公
式，可得两球碰撞后各自的速度+；+，即可得到上面的⑥ ⑦式。
另外，若将上面的⑤式变形可得：，即碰撞前两球相互靠近的相对速度
v
1< br>-
v
2
等于碰
撞后两球相互分开的相对速度。由此可轻松记住⑤式， 再结合①式可解得⑥⑦式。
例题：如图3所示，有大小两个钢球，下面一个的质量为
m
2
，上面一个的质量为
m
1
，
m
2
=3
m
1
。
它们由地平面上高
h
处下落。假定大球在和小球碰撞之前，先 和地面碰撞反弹再与正下落的
小球碰撞，而且所有的碰撞均是弹性的，这两个球的球心始终在一条竖直线 上，则碰后上面
m
1
球将上升的最大高度是多少？
图3
解法1：
设两球下落
h
后的速度大小为
v
1
，则
v
1
2
=2
gh
①
选向上为正方向，
m
2
球与地面碰撞后以速度
v
1
反弹并与正在以速度－
v
1
下落的
m
1
球发< br>生弹性碰撞，设
m
1
和
m
2
两球碰撞后瞬间的速度分 别变为
v
1
＇和
v
2
＇，在弹性碰撞过程中，
分别 根据动量守恒定律、机械能（动能）守恒定律得：
m
1
（－
v1
）+
m
2
v
1
=
m
1
v< br>1
＇+
m
2
v
2
＇
②
③
将
m
2
=3
m
1
代入，得
2
v
1
=
v
1
＇+3
v
2
＇ ④
⑤
由④⑤式消去
v
2
＇得:
即
故解出
v
1
＇=
v
1
（舍去，因为该解就是
m
1
球碰前瞬间的速度）
v
1
＇=2
v
1
⑥
设碰后上面球
m
1
上升的最大高度为
h
＇，则
0－
v
1
＇=－2
gh
＇ ⑦
联立①⑥⑦式解出
h
＇=4
h
。
解法2：
在解法1中，列出②③式后，可根据前面介绍的用等效法得到的“一动碰一动”的弹性
碰撞公式，求出< br>m
1
球碰撞后瞬间的速度
v
1
＇。
选向上为正方向 ，
m
1
、
m
2
两球分别以速度－
v
1和
v
1
发生对心弹性碰撞，可等效成
m
1
以速
度－
v
1
去碰静止的
m
2
球，再同时加上
m
2
球以速度
v
1
碰静止的
m
1
球。因此
m
1
球碰撞后的速度
+
将
m
2
=3
m< br>1
代入得
v
1
＇=2
v
1
。
以下同解法1。
解法3：
在解法1中，列出②③式后，也可根据前面介绍的用等效 法得到的“一动碰一动”的弹
性碰撞公式，求出
m
2
球碰撞后瞬间的速度v
2
＇。
选向上为正方向，
m
1
、
m
2
两球以速度－
v
1
和
v
1
发生的对心弹性碰撞 ，可等效成
m
1
以速度
－
v
1
去碰静止的
m
2
球，再同时加上
m
2
球以速度
v
1
碰 静止的
m
1
球。因此碰撞后
m
2
球的速度
+ < br>将
m
2
=3
m
1
代入解得
v
2＇=0。
从
m
1
球开始下落到
m
1
球上升的 最大高度，对
m
1
、
m
2
两球组成的系统，由能量守恒得：
（
m
1
+
m
2
）
gh
=
m
1
gh
＇
故解出
h
＇=4
h
。
解法4：
设两球下落
h
后的速度大小为
v
1
，则
2
v
1
2
=2
gh
①
选向上为正方向，
m
2
球与地面碰撞后以速度
v
1
反弹并与正在以速度－
v
1
下落的
m
1
球发< br>生弹性碰撞，若以
m
2
球为参考系，则
m
1
球以相对
m
2
球为－2
v
1
的速度去碰静止的
m
2
球，由“一
动碰一静”的弹性碰撞公式得：
由于碰前
m
2
球对地的具有向上的速度
v
1
，
故碰后
m
1
球对地的速度为：+
v
1
=2
v
1
。
以下同解法1。
上面的解法1 属于常规的数学解法，求解比较麻烦，用时间也比较长而且容易出错。而
解法2、3、4直接应用巧记得 到的弹性碰撞速度公式求解，简单而不易出错，是比较好的选
择。
二、知识归纳、总结：
（一）弹性碰撞和非弹性碰撞
1、碰撞
碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短的时间内它们的运动状态发生显著变化的过
程。
2、碰撞的分类（按机械能是否损失分类）
（1）弹性碰撞：如果碰撞过程中机械能守恒，即为弹性碰撞。
（2）非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒的碰撞。
3、碰撞模型
相互作用的两 个物体在很多情况下皆可当作碰撞处理，那么对相互作用中两物体相距恰
“最近”、相距恰“最远”或恰 上升到“最高点”等一类临界问题，求解的关键都是“速度
相等”，具体分析如下：
（1）如 图所示，光滑水平面上的A物体以速度v去撞击静止的B物体，A、B两物体相
距最近时，两物体速度必 定相等，此时弹簧最短，其压缩量最大。
（2）如图所示，物体A以速度v
0滑到静止在光滑水平面上的小车B上，当A在B上滑
行的距离最远时，A、B相对静止，A、B两物 体的速度必定相等。
（3）如图所示，质量为M的滑块静止在光滑水平面上，滑块的光滑弧 面底部与桌面相
切，一个质量为m的小球以速度v
0
向滑块滚来，设小球不能越过滑块 ，则小球到达滑块上
的最高点时（即小球竖直方向上的速度为零），两物体的速度肯定相等（方向为水平 向右）。
（二）对心碰撞和非对心碰撞
1、对心碰撞
碰撞前后物体的速度都在同一条直线上的碰撞，又称正碰。
2、非对心碰撞
碰撞前后物体的速度不在同一条直线上的碰撞。
3、散射
指微观粒子的碰撞。
（三）反冲
反冲运动
（1）定义：原来静止的系统，当其中一部分运动时，另一部分向相反方向的运动 ，就
叫做反冲运动。
（2）原理：反冲运动的基本原理仍然是动量守恒定律，当系统所受的外 力之和为零或
外力远远小于内力时，系统的总量守恒，这时，如果系统的一部分获得了某一方向的动量，
系统的剩余部分就会在这一方向的相反方向上获得同样大小的动量。
（3）公式：若系统的初始动量为零，则动量守恒定律形式变为：
0=m
1
v
1
＇+ m
2
v
2
＇.
此式表明，做反冲运动的两部分，它们的动量大小相 等，方向相反，而它们的速率则
与质量成反比。
（4）应用：反冲运动有利也有害，有利的一 面我们可以应用，比如农田、园林的喷灌
装置、旋转反击式水轮发电机、喷气式飞机、火箭、宇航员在太 空行走等等。反冲运动不利
的一面则需要尽力去排除，比如开枪或开炮时反冲运动对射击准确性的影响等 。
（四）火箭
1、火箭：现代火箭是指一种靠喷射高温高压燃气获得反作用向前推进的飞行器。
2、火箭的工作原理：动量守恒定律
当火箭推进剂燃烧时，从尾部喷出的气体具有很大的动 量，根据动量守恒定律，火箭获
得大小相等、方向相反的动量，因而发生连续的反冲现象，随着推进剂的 消耗。火箭的质量
逐渐减小，加速度不断增大，当推进剂燃尽时，火箭即以获得的速度沿着预定的空间轨 道飞
行。
3、火箭飞行能达到的最大飞行速度，主要决定于两个因素：
（1）喷气 速度：现代液体燃料火箭的喷气速度约为s，提高到3～4kms需很高的技术
水平。
（2 ）质量比（火箭开始飞行的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比），现代火箭能达到
的质量比不超过10 。
（五）用动量概念表示牛顿第二定律
1、牛顿第二定律的动量表达式
2、动量变化率
反映动量变化的快慢，大小等于物体所受合力。
3、冲量
在物理学中，冲量的概念是反映力对时间的积累效果，不难想像，一个水平恒力作用 在
放置于光滑水平面上的物体，其作用时间越长，速度的改变越大，表明力的累积效果越大，
在 物理学中，力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量。
（1）定义：作用在物体上的力和力的作用时间的乘积，叫做该力对物体的冲量。
（2）公式：常用符号I表示冲量，即I=F·t。
（3）单位：在国际单位制中，力F的单 位是N，时间t的单位是s，所以冲量的单位
是N·s，动量与冲量的单位关系是：1N·s=1kg· ms，但要区别使用。
①如果力的方向是恒定的，则冲量的方向与力的方向相同，如果力的方向是变化 的，
则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。
②冲量的运算服从平行四边形定 则，如果物体所受的每一个外力的冲量都在同一条直
线上，那么选定正方向后，每一个力的冲量的方向可 以用正、负号表示，此时冲量的运算就
可简化为代数运算。
③冲量描述的是力F对作用时间t的累积效果，力越大，作用时间越长，冲量就越大。
④冲量 是一个过程量，讲冲量必须明确研究对象和作用过程，即必须明确是哪个力在
哪段时间内对哪个物体的冲 量。
⑤计算冲量时，一定要明确是计算分力的冲量还是合力的冲量，如果是计算分力的冲
量还 必须明确是哪个分力的冲量。
⑥在F－t图象下的面积，数值上等于力的冲量，如图1所示，若求变力 的冲量，仍可
用“面积法”表示，如图2所示。
图1 图2
4、动量定理
（1）内容：物体在一个过程中始、末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量。
（2）表达式：I=p＇－p或F
合
t=mv＇－mv.
（3）推导：设质 量为m的物体在合外力F作用下沿直线运动，经过时间t，速度由v
变为v＇，则由F
合
=ma和a=
【典型例题】
例1、质量为m
1
的物体，以速 度v
1
与原来静止的物体m
2
发生完全弹性碰撞，如图所示，
设碰撞 后它们的速度分别为和，试用m
1
、m
2
、v
1
表示和。
分析：碰撞过程都要遵守动量守恒定律，据此可以列出包含上述各已知量和未知量的方
程，弹性碰撞中没有机械能损失，于是可以列出另一个方程，两个方程联立，把和作为未知
量解出来就 可以了。
解：根据动量守恒定律：m
1
v
1
= m
1
+m
2
，根据完全弹性碰撞过程中机械能守恒有
由以上两式解得
碰撞结束时m
1
的速度 ①
m
2
的速度 ② 讨论：（1）当m
1
=m
2
，即两物体的质量相等时，由①②两式得即两 者交换速度。
（2）当m
1
>>m
2
，即第一个物体的质量比第二 个物体大得多时，m
1
－m
2
≈m
1
，m
1
+m
2
≈m
1
，
由①②式得
（3）当m
1<
时，即第一个物体的质量比第二个物体小得多时，m
1
－m2
≈－m
2
，≈0，
由①②式得
例2、如图所示， 小车静止在光滑水平面上，两个质量相等的人A和B，分别站在车的两
端，A向前跳后B再向后跳，且两 个人跳离车时对地的速度相等，则下列说法中正确的是
（ ）
A、两个人跳车后，车向后以一定速度运动，A、B受到的冲量一样大
B、两个人跳车后，车向前以一定速度运动，A、B受到的冲量一样大
C、两个人跳车后，车速为零，B受到的冲量大些
D、两个人跳车后，车速为零，A受到的冲量大些
分析：不少同学没有通过分析和 推证，就以为：既然B在A后跳，由于反冲，车最终
应向前运动；既然质量相等的A、B两个人以相等的 对地速率跳离车，由于动量相等，于是
两人所受的冲量大小相等，因此错选了B。
解：选地作 参考系，取向前方向为正方向，以两人和车的整体为对象，设人、车质量分
别为m和M，人跳离车时对地 速率为v
0
，由动量守恒定律得：
mv
0
－mv
0
+Mv=0
得到v=0 ，即车最终静止。
再以A和车为研究对象，由动量守恒定律得：mv
0
+（M+m） v
1
=0
解得v
1
=
于是对A，由动量定理得：IA
=△p
A
=mv
0
－0=mv
0
对B：I
B
=△p
B
=－mv
0
－mv
1
=－mv
1
+=－
比较得到I
A
＞|I
B
|.
答案：D
例3、质量是40kg的铁锤从5m高处落下，打在水泥桩上，跟水泥桩 撞击的时间是，撞击
时，铁锤对桩的平均冲击力有多大？
分析：铁锤与木桩作用过程中是锤自 身重力与木桩平均冲击力共同作用使其减速到零的
过程，该过程的初速度即铁锤自由下落5m的末速度。
解：设铁锤自由下落5m 时的速度为v，由机械能守恒得mgh= ①
铁锤与木 桩作用过程中，设平均冲击力为F，以向下为正方向，由动量定理得（mg－F）
t=0－mv ②
将题给条件m=40kg，h=5m，t=，g取10ms，代入两式可解得，铁锤对桩的平均冲击 力
F=8400 N.
答案：8400 N
例4、如图所示，质量为M =300kg的小船，长为L=3m，浮在静水中，开始时质量为m=60kg
的人站在船头，人和船均 处于静止状态，若此人从船头走到船尾，不计水的阻力，则船将前
进多远？
分析： 人在船上走，船将向人走的反方向运动；由系统动量守恒知，任一时刻船、人
的总动量都等于零，所以人 走船动，人停船停，人走要经过加速、减速的过程，不能认为是
匀速运动，所以船的运动也不是匀速运动 ，但可以用平均速度表示，对应的是平均动量，t
是相同的，但要注意s均应是对地的，所以s
人
=L+s
船
，因s
船
为未知量，包括大小、方向。
解： s
人对地
=s
人对船
+s
船对地
，人、船组成的系统动量守 恒，取人行进的方向为正方向，不考
虑未知量s
船
的正、负。
由于每时每刻都有以上关系式，则
即
由上式解得s
船
=
负号表示船运动的方向与人行走的方向相反，则船向船头方向前进了。
2
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