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高中物理优化探究练习
高考物理一本通
高考物理最后冲刺
高考物理重难点手册
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高考物理试题库
高考物理完全解读
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题目：关于动量守恒定律的理解及应用
例题：一质量为 m 的小球以初速度 v0 撞向置于光滑水平面上的静止木块，木块质量为 2m。
（1）如果小球和木块发生弹性碰撞，碰撞后小球和木块的速度分别是多少？
（2）如果小球和木块发生非弹性碰撞，碰撞后小球和木块的速度分别是多少？
（3）讨论动量守恒定律的适用范围。
答案示例：
（1）如果小球和木块发生弹性碰撞，根据动量守恒定律和能量守恒定律，有：
mv0 = (m + 2m)v共
1/2mv0² = 1/2(m + 2m)v²共
解得：v共 = (3/5)v0，v共 = (2/5)v0。
所以，碰撞后小球的速度减小，木块的速度增大。
（2）如果小球和木块发生非弹性碰撞，根据动量守恒定律和能量守恒定律，有：
mv0 = (m + 2m)v共’ - 2mv共”
1/2mv0² = 1/2(m + 2m)v²共’ + 2(m - m)v²共”
解得：v共’ = (3/5)v0 - (4/5)v共” = (7/5)v0 - (3/5)v0 = (4/5)v0。
所以，碰撞后小球的速度减小，木块的速度增大。同时，由于能量损失，碰撞后的速度方向可能与初速度方向相同或相反。
讨论：动量守恒定律适用于不受外力或所受合外力为零的物理系统。在考虑重力、弹力、摩擦力等外力的作用时，动量守恒定律不再适用。此外，在碰撞过程中，如果存在能量损失，动量守恒定律也不再适用。
