高考物理大一轮复习 第06章 动量 第2讲 碰撞 爆炸和反冲运动课件 新人教版.ppt

动量 第六章 第二讲碰撞爆炸和反冲运动 栏 目 导 航 1 特点 碰撞时间 外力 碰撞物体间的内力 2 遵循规律 动量 极短 远小于 守恒 速度交换 2 非弹性碰撞 动量守恒 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 机械能减少 损失的机械能转化为内能 ek ek初 ek末 q 3 完全非弹性碰撞 动量守恒 m1v1 m2v2 m1 m2 v共 碰撞中机械能损失最多 ek 1 爆炸爆炸过程中的内力远大于外力 爆炸的各部分组成的系统总动量 2 反冲运动 1 物体在内力作用下分裂为两个不同部分并且这两部分向 方向运动的现象 2 反冲运动中 相互作用力一般较大 通常可以用 定律来处理 守恒 相反 动量守恒 1 人教版选修3 5p21第2题 质量为m 速度为v的a球跟质量为3m的静止b球发生正碰 碰撞可能是弹性的 也可能是非弹性的 因此 碰撞后b球的速度允许有不同的值 请你论证 碰撞后b球的速度可能是以下值吗 1 0 6v 2 0 4v 3 0 2v 2 人教版选修3 5p24第1题 一个连同装备共有100kg的宇航员 脱离宇宙飞船后 在离飞船45m的位置与飞船处于相对静止状态 装备中有一个高压气源 能以50m s的速度喷出气体 宇航员为了能在10min内返回飞船 他需要在开始返回的瞬间一次性向右喷出多少气体 解析 设一次性向后喷出的气体质量为m 宇航员连同装备总质量为m 取宇航员连同装备整体为研究对象 由动量守恒定律0 m m v1 mv2x v1t解得m 0 15kg 答案 0 15kg 物体的碰撞是否为弹性碰撞的判断弹性碰撞是碰撞过程中无机械能损失的碰撞 遵循的规律是动量守恒定律和机械能守恒定律 确切地说是碰撞前后系统动量守恒 动能不变 1 题目中明确告诉物体间的碰撞是弹性碰撞 2 题目中明确告诉是弹性小球 光滑钢球或分子 原子等微观粒子 碰撞的 都是弹性碰撞 多选 甲 乙两球在光滑的水平面上 沿同一直线同一方向运动 它们的动量分别为p甲 10kg m s p乙 14kg m s 已知甲的速度大于乙的速度 当甲追上乙发生碰撞后 乙球的动量变为20kg m s 则甲 乙两球的质量m甲 m乙的关系可能是 a 3 10b 1 4c 1 10d 1 6 ab 3 速度要符合情景 如果碰前两物体同向运动 则后面物体的速度必大于前面物体的速度 即v后 v前 否则无法实现碰撞 碰撞后 原来在前的物体的速度一定增大 且原来在前的物体的速度大于或等于原来在后的物体的速度 即v前 v后 否则碰撞没有结束 如果碰前两物体是相向运动 则碰后 两物体的运动方向不可能都不改变 除非两物体碰撞后速度均为零 在同一直线上同方向运动的质量相等的甲 乙两物体发生正碰 已知碰撞前甲 乙的速度大小之比为2 1 碰撞后甲 乙的速度大小之比为4 5 下列说法正确的是 a 碰撞后甲和乙的运动方向可能相反b 甲碰撞前后的速度之比为2 3c 甲碰撞前后的速度之比为3 2d 在碰撞中乙的速度变化量比甲大 c 1 多选 2017 武汉一模 如图所示 弧形轨道固定于足够长的水平轨道上 弧形轨道与水平轨道平滑连接 水平轨道上静置一小球b和c 小球a从弧形轨道上离地高h处由静止释放 小球a沿轨道下滑后与小球b发生弹性正碰 碰后小球a被弹回 b球与c球碰撞后粘在一起 a球弹回后再从弧形轨道上滚下 已知所有接触面均光滑 a c两球的质量相等 b球的质量是a球质量的2倍 如果让小球a从h 0 3m处由静止释放 则下列说法正确的是 重力加速度为g 10m s2 ad 1 小球a撞击轻质弹簧的过程中 弹簧弹性势能的最大值 2 要使小球a与小球b能发生两次碰撞 m1与m2应满足什么关系 1 爆炸过程的特征 1 动能增加 在爆炸过程中 由于有其他形式的能量 如化学能 转化为动能 所以爆炸后系统的总动能增加 2 位置不变 爆炸的时间极短 因而在作用过程中 物体产生的位移很小 一般可忽略不计 可以认为爆炸后仍然从作用前的位置以新的动量开始运动 3 由于内力 外力 故爆炸过程动量守恒 2 反冲过程的特征反冲运动过程中 有其他形式的能转化为动能 系统的总动能将增加 其增加的原因是 在反冲运动中 作用力和反作用力均做正功 1 反冲运动过程中 系统在某一方向不受外力或外力远小于物体间的相互作用力 可应用动量守恒定律 2 研究反冲运动的目的是找反冲速度的规律 求反冲速度的关键是确定系统和其他各物体对他的运动状态 3 模型展示 1 炸药爆炸过程中炸药对c的冲量 2 炸药的化学能有多少转化为机械能 答案 见解析 2018 重庆一中月考 多弹头攻击系统是破解导弹防御体系的重要手段 同一水平面上的a b两个军事目标的位置关系如图 p q是其连线上的两个三等分点 现有一枚母弹无动力运动至p点正上方的k点时分裂成两个质量相等的分弹头 分别命中a b两个目标 已知分裂前后炮弹的速度均在水平方向且不计空气阻力 若该母弹在k点没有成功分裂 它的落点将在 a a与p之间b p与q之间c q点处d q与b之间 b 2014 广东理综 如图所示的水平轨道中 ac段的中点b的正上方有一探测器 c处有一竖直挡板 物体p1沿轨道向右以速度v1与静止在a点的物体p2碰撞 并结合成复合体p 以此碰撞时刻为计时零点 探测器只在t1 2s到t2 4s内工作 已知p1 p2的质量都为m 1kg p与ac间的动摩擦因数为 0 1 ab段长l 4m g取10m s2 p1 p2和p均视为质点 p与挡板的碰撞为弹性碰撞 1 若v1 6m s 求p1 p2碰后瞬间的速度大小v和碰撞损失的动能 e 2 若p与挡板碰后 能在探测器的工作时间内通过b点 求v1的取值范围和p向左经过a点时的最大动能e 答案 1 3m s9j 2 10m s v1 14m s17j 3 2018 河南灵宝中学检测 如图所示 有一条捕鱼小船停靠在湖边码头 小船又窄又长 估计重一吨左右 一位同学想用卷尺粗略测定它的质量 他进行了如下操作 首先将船平行于码头自由停泊 轻轻从船尾上船 走到船头停下 然后轻轻下船 用卷尺测出船后退的距离d 然后用卷尺测出船长l 已知他的自身质量为m 渔船的质量为 b 4 2018 黑龙江哈三中模拟 在光滑水平桌面上o处固定一个弹性挡板 p处有一可视为质点的质量为2kg的物块c静止 op的距离等于pq的距离 两个可视为质点的小物块a b间夹有炸药 一起以v0 5m s的速度向右做匀速运动 到p处碰c前引爆炸药 a b瞬间弹开且在一条直线上运动 b与c发生碰撞后瞬间粘在一起 已知a的质量为1kg b的质量为2kg 若要b c到达q之前不再与a发生碰撞 则a b间炸药释放的能量应在什么范围内 假设爆炸释放的能量全部转化为物块的动能 答案 3j e 1875j 利用动量和能量的观点解题 1 若研究对象为一个系统 应优先考虑应用动量守恒定律和能量守恒定律 机械能守恒定律 2 若研究对象为单一物体 且涉及功和位移问题时 应优先考虑动能定理 3 因为动量守恒定律 能量守恒定律 机械能守恒定律 动能定理都只考查一个物理过程的始末两个状态有关物理量间的关系 对过程的细节不予细究 这正是它们的方便之处 特别对于变力做功问题 就更显示出它们的优越性 1 小球1碰撞小球2之前的速度v1的大小 2 在1 2两球碰撞后的瞬间 小球2的速度v2的大小 3 若在相邻两个小球都完成一次碰撞后 小球n可在竖直面内做圆周运动并能通过其正上方的最高点 n的取值至少为多大 1 弄清有几个物体参与运动 并划分清楚物体的运动过程 2 灵活选用动量守恒定律或机械能守恒定律解题 a 2 2 1b 3 3 1c 4 4 1d 3 2 1 b 5 如图所示 质量为3kg的木箱静止在光滑的水平面上 木箱内粗糙的底板正中央放着一个质量为1kg的小木块 小木块可视为质点 现使木箱和小木块同时获得大小为2m s的方向相反的水平速度 小木块与木箱每次碰撞过程中机械能损失0 4j 小木块最终停在木箱正中央 已知小木块与木箱底板间的动摩擦因数为0 3 木箱内底板长为0 2m g取10m s2 求 1 木箱的最终速度的大小 2 小木块与木箱碰撞的次数 答案 1 1m s