高二下
物理

重點回顧


一分鐘準備段考

  • 清楚每個物理名詞的定義
  • 公式不要死記,要能推導
  • 整理比較,如正向、斜向彈性碰撞及非彈性碰撞等分析
  • 利用名師學院系列產品,反覆觀看、補強弱點


碰撞

一、碰撞與動量守恆條件的使用

1. 非獨立系統的碰撞:如物體碰撞固定牆面、地面、....。
系統有受到外力作用,故動量不守恆
2. 獨立系統中的物體或質點間的相互碰撞:
(1) 系統內各物體間相互的作用力屬於內力,故動量守恆
(2) 物體碰撞前、中、後的動量守恆,整體的質心速度不變
(3) 系統整體的能量守恆,但總動能不一定守恆

二、碰撞種類的區分

1. 彈性碰撞
(1) 碰撞前、後的總動能相等
(2) 碰撞期間力學能守恆:碰撞力為保守力
2. 非彈性碰撞:
(1) 碰撞前、後總動能不相等
(2) 碰撞期間力學能不守恆:有非保守力作用而損耗力學能。
3. 完全非彈性碰撞:
碰撞後合成一體,合體以質心速度 運動。

三、正向彈性碰撞

1. 定義:兩物體在碰撞前、中、後的運動恆保持在同一直線上,且碰撞前、後的總動能不變。
2. 動量守恆:質心速度不變,兩物體相對於質心的動量必為等大反向。
3. 碰撞過程的能量分析:
(1) 碰撞前、後的總動能守恆,總動能 = 質心動能 + 內動能(內動能為物體相對於質心的動能和)
(2) 碰撞過程中力學能守恆,且質心動能不變,若碰撞前、後位能為零,則兩物體最靠近時(以質心速度運動)的最大位能即為碰撞前的內動能。

四、考慮質量分別為 m1m2 的兩物體...

考慮質量分別為 m1m2 的兩物體,以速度發生正向彈性碰撞,而碰撞後的速度分別為,如右圖所示,則:
1. 由動量守恆:

由動能守恆:

可得碰撞後速度大小公式

2. 若兩物體的質量相等,則碰撞後兩物體的速度大小交換
3. 若兩物體的動量等大反向,則碰撞後兩物體各依其原速反彈。
4. 若被撞物 m2 靜止(v2 = 0),則:
(1)
(2) 獲得的動能最大。

五、斜向彈性碰撞

定義:當兩物體發生碰撞時,兩物體的相對速度不在其質心連線上。

六、考慮質量為m2的物體...

考慮質量為 m1的物體以的速度,與靜止的 m2物體發生斜向彈性碰撞後,m1物體速度變為 m2物體則獲得一速度 ,而 m1物體的入射方向夾角分別為 ,並以直角坐標分析,定 m1物體入射方向為 x 軸,如右圖所示,則:
1. 由動量守恆
(1) x軸:
(2) y軸:
2. 由動能守恆
3. 由動量守恆及動能守恆
4. 兩球碰撞面的應用:
(1) 平行於碰撞面:若碰撞面光滑,則速度不變。
(2) 垂直於碰撞面:引用正向彈性碰撞分析。

七、非彈性碰撞

1. 定義:碰撞前、後的動能不守恆(動能有損失)。
2. 分析:
(1) 碰撞物體在接近壓縮過程中有部分能量損耗,而碰撞分離後無法恢復原形,使物體內部分子、原子間相對排列的次序或距離改變。
(2) 碰撞物體彼此間有摩擦力相互作用,損耗力學能。

八、完全非彈性碰撞

1. 定義:碰撞後合為一體,合體速度 = 質心速度
2. 分析:碰撞後只剩下質心動能,內動能完全損失。