（浙江选考）高三物理一轮复习 第12章 动量守恒定律 第2节 碰撞 反冲运动教师用书.doc

第2节碰撞反冲运动考点一| 碰撞现象1碰撞碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力很大的现象2特点在碰撞现象中，一般都满足内力远大于外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒3分类动量是否守恒机械能是否守恒弹性碰撞守恒守恒非弹性碰撞守恒有损失完全非弹性碰撞守恒损失最大1碰撞现象满足的规律(1)动量守恒定律(2)机械能不增加(3)速度要合理若碰前两物体同向运动，则应有v后v前，碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有v前v后.碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变2碰撞问题解题策略(1)抓住碰撞的特点和不同种类碰撞满足的条件，列出相应方程求解(2)可熟记一些公式，例如“一动一静”模型中，两物体发生弹性正碰后的速度满足：v1v0、v2v0.当两球质量相等时，两球碰撞后交换速度1如图1221，两滑块a、b在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块a的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块b的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是()图1221aa和b都向左运动ba和b都向右运动ca静止，b向右运动da向左运动，b向右运动d选向右为正方向，则a的动量pam2v02mv0.b的动量pb2mv0.碰前a、b的动量之和为零，根据动量守恒，碰后a、b的动量之和也应为零，可知四个选项中只有选项d符合题意2(2017丽水选考模拟)两球a、b在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，ma1 kg，mb2 kg，va6 m/s，vb2 m/s.当a追上b并发生碰撞后，两球a、b速度的可能值是()ava5 m/s，vb2.5 m/sbva2 m/s，vb4 m/scva4 m/s，vb7 m/sdva7 m/s，vb1.5 m/sb虽然题中四个选项均满足动量守恒定律，但a、d两项中，碰后a的速度va大于b的速度vb，必然要发生第二次碰撞，不符合实际；c项中，两球碰后的总动能ekmava2mbvb257 j，大于碰前的总动能ekmavmbv22 j，违背了能量守恒定律；而b项既符合实际情况，也不违背能量守恒定律，故b项正确3(2017温岭选考模拟)质量相等的a、b两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，a球的动量是7 kgm/s，b球的动量是5 kgm/s，a球追上b球发生碰撞，则碰撞后a、b两球的动量可能值是()apa6 kgm/s，pb6 kgm/sbpa3 kgm/s，pb9 kgm/scpa2 kgm/s，pb14 kgm/sdpa4 kgm/s，pb17 kgm/sa从碰撞前后动量守恒papbpapb验证，a、b、c三种皆有可能从总动能不增加即来看，只有a可能4如图1222所示，方盒a静止在光滑的水平面上，盒内有一小滑块b，盒的质量是滑块的2倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为.若滑块以速度v开始向左运动，与盒的左、右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对于盒静止，则此时盒的速度大小为_，滑块相对于盒运动的路程为_. 【导学号：81370406】图1222【解析】由于水平面光滑，则滑块与盒碰撞时动量守恒，故有：mv(mm)v1，且m2m相对静止时的共同速度v1由功能关系知：mgsmv2(mm)v解得滑块相对盒的路程s.【答案】考点二| 反冲运动、火箭1反冲现象(1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动(2)反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用动量守恒定律来处理(3)反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的机械能增加2火箭(1)工作原理：利用反冲运动火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得巨大的反作用力(2)设火箭在t时间内喷射燃气的质量是m，喷出燃气的速度是u，喷出燃气后火箭的质量是m.火箭获得的速度v.讨论反冲运动应注意的问题1系统不受外力或所受外力的和为零，满足动量守恒的条件，可以用动量守恒定律解决反冲运动问题2系统虽然受到外力作用，但内力远大于外力，外力可以忽略，也可以用动量守恒定律解决反冲运动问题1(2017平湖选考模拟)下列关于反冲运动的说法中，正确的是()a抛出物m1的质量要小于剩下质量m2才能获得反冲b若抛出质量m1大于剩下的质量m2，则m2的反冲力大于m1所受的力c反冲运动中，牛顿第三定律适用，但牛顿第二定律不适用d对抛出部分和剩余部分都适用于牛顿第二定律答案：d2(多选)下列属于反冲运动的有()a喷气式飞机的运动b直升机上升c火箭上升d反击式水轮机的运动答案：acd3一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离如图1223所示已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为()图1223av0v2bv0v2cv0v2dv0(v0v2)d对火箭和卫星由动量守恒定律得(m1m2)v0m2v2m1v1解得v1v0(v0v2)故选d.4有一个质量为3m的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为v0、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为2m，速度大小为v，方向水平向东，则另一块的速度是() 【导学号：81370407】a3v0vb2v03vc3v02vd2v0vc在最高点水平方向动量守恒，由动量守恒定律可知，3mv02mvmv，可得另一块的速度为v3v02v，选c.考点三| 动量与能量的综合应用1动量定理：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化即ip或ftp或ftp1p2，它的表达式是一个矢量方程，即表示动量的变化方向与冲量的方向相同2动量守恒定律：(1)内容：一个系统不受外力或者所受合外力为零，这个系统的总动量保持不变即：p1p2或p1p2.(2)条件：系统不受外力或者所受外力的和为零；系统所受外力远小于系统的内力，可以忽略不计；系统在某一个方向上所受的合外力为零，则该方向上动量守恒3动能定理：合外力做的功等于物体动能的变化(这里的合外力指物体受到的所有外力的合力，包括重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等)表达式为wek或w总ek2ek1.4机械能守恒定律：在只有重力(或弹簧弹力)做功时，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则系统机械能守恒动量和能量综合题的解题思路1仔细审题，把握题意在读题的过程中，必须仔细、认真，要收集题中的有用信息，弄清物理过程，建立清晰的物理情景，充分挖掘题中的隐含条件，不放过任何一个细节2确定研究对象，进行受力分析和运动分析有的题目可能会有多个研究对象，研究对象确定后，必须对它进行受力分析和运动分析，明确其运动的可能性3思考解题途径，正确选用规律根据物体的受力情况和运动情况，选择与它相适应的物理规律及题中给予的某种等量关系列方程求解4检查解题过程，检验解题结果检查过程并检验结果是否符合题意以及是否符合实际情况1(2017诸暨选考模拟)如图1224所示，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块a、b、c.b的左侧固定一轻弹簧，弹簧左侧挡板的质量不计设a以速度v0朝b运动，压缩弹簧；当a、b速度相等时，b与c恰好相碰并粘接在一起，且b与c碰撞时间极短此后a继续压缩弹簧，直至弹簧被压缩到最短在上述过程中，求：图1224(1)b与c相碰后的瞬间，b与c粘接在一起时的速度大小；(2)整个系统损失的机械能；(3)弹簧被压缩到最短时的弹性势能【解析】(1)从a压缩弹簧到a与b具有相同速度v1时，由动量守恒定律得：mv02mv1设碰撞后瞬间b与c的速度为v2，由动量守恒定律得：mv12mv2解得：v2.(2)设b与c碰撞损失的机械能为e，由能量守恒定律得：mve(2m)v整个系统损失的机械能为emv.(3)由于v2v1，a将继续压缩弹簧，直至a、b、c三者速度相同，设此时速度为v3，弹簧被压缩至最短，其弹性势能为ep，由动量守恒定律和能量守恒定律得：mv03mv3mve(3m)vep解得：epmv.【答案】(1)(2)mv(3)mv2(2017义乌选考模拟)如图1225所示，质量m4 kg的滑板b静止放在光滑水平面上，其右端固定一根轻质弹簧，弹簧的自由端c到滑板左端的距离l0.5 m，这段滑板与木块a(可视为质点)之间的动摩擦因数0.2，而弹簧自由端c到弹簧固定端d所对应的滑板上表面光滑小木块a以速度v010 m/s由滑板b左端开始沿滑板b表面向右运动已知木块a的质量m1 kg，g取10 m/s2.求：图1225(1)弹簧被压缩到最短时木块a的速度大小；(2)木块a压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能【解析】(1)a、b组成的系统在水平方向所受合外力为零，系统水平方向动量守恒，弹簧被压缩到最