对弹性碰撞过程中动量变化的深入讨论——从一道高三练习题说起

在高三的练习题中有一道关于弹簧参与的弹性碰撞问题,主要考查学生对动量守恒定律和碰撞规律的理解。本文通过引入折合质量的办法,将二体问题转换为单体问题求出相对速度关系,再结合伽利略速度变换以及动量守恒定律得出了物块动量随时间变化的函数表达式。推导方法避免了非惯性系中求解非齐次微分方程的繁琐过程,也无需采用质心参考系作为桥梁。最后根据物块质量的大小关系划分为五种碰撞类型,并结合函数图象做了具体说明,以供读者参考。