【红对勾】高考物理复习 152 碰撞 爆炸和反冲课件.ppt

课时2碰撞爆炸与反冲 梳理知识突破难点 课前自主学习 知识回顾 碰撞特点 1 直接作用 时间短 一般来说内力远大于外力 2 系统内力远大于外力时 动量近似守恒 3 系统动能不可能增加 要点深化 1 处理碰撞问题的基本方法为了应用动量守恒定律求解碰撞问题 需要确定碰撞前后的动量 因此应对碰撞过程进行分析 确定初 末状态 碰撞前动量是指即将发生碰撞那一时刻的动量 而不是指发生碰撞之前某一时刻的动量 碰撞后的动量是指碰撞刚结束那一时刻的动量 而不是指碰撞结束之后某一时刻的动量 明确了碰撞前后的动量 选定一个正方向 即可列出动量守恒方程 2 碰撞过程的特点碰撞过程的特点是时间短暂性 空间位置变化不明显 碰撞过程除动量守恒外 还具有能量特性 即碰撞过程中能量不会增加 另外碰撞结束后 如果两物体同向运动 则后一物体的速度应小于前一物体的速度 3 碰撞的种类根据碰撞过程中 系统动能的变化把碰撞分为三种 1 弹性碰撞 碰撞前后系统总动能不变 2 非弹性碰撞 碰撞后系统动能减少了 3 完全非弹性碰撞 两物体碰后结合为一体 这种碰撞损失动能最大 基础自测 如图1所示 在光滑水平面上有直径相同的a b两球 在同一直线上运动 选定向右为正方向 两球的动量分别为pa 6kg m s pb 4kg m s 当两球相碰之后 两球的动量可能是 a pa 6kg m s pb 4kg m sb pa 6kg m s pb 8kg m sc pa 4kg m s pb 6kg m sd pa 2kg m s pb 0 解析 由动量守恒定律可知a项不正确 d项b静止 a向右 与事实不符 故d项错 b项中a动能不变 b动能增加 总动能增加 故b项错 答案 c 知识回顾 爆炸与反冲的特点 1 内力远大于外力 动量守恒 2 由其他形式的能转化为机械能 动能增加 要点深化 1 爆炸两物体间由于炸药的作用均受到巨大作用力 两作用力远大于外力 一般情况下近似认为动量守恒 由于爆炸力做功 所以物体系统的动能增加 2 反冲运动反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果 反冲运动过程中 一般满足系统的合外力为零 或内力远大于外力的条件 因此可用动量守恒定律进行分析 基础自测 抛出的手雷在最高点时的水平速度为10m s 这时突然炸成两块 其中大块质量300g仍按原方向飞行 其速度测得为50m s 另一小块质量为200g 求它的速度的大小和方向 解析 设手雷原飞行方向为正方向 则整体初速度v0 10m s m1 0 3kg的大块速度为v1 50m s m2 0 2kg的小块速度为v2 方向不清 暂设为正方向 由动量守恒定律 m1 m2 v0 m1v1 m2v2代入数据解得 v2 50m s此结果表明 质量为200g的那部分以50m s的速度向反方向运动 其中负号表示与所设正方向相反 答案 50m s 与原飞行方向相反 师生互动规律总结 课堂讲练互动 例1 在光滑的水平面上 质量为m1的小球a以速率v0向右运动 在小球的前方o点处有一质量为m2的小球b处于静止状态 如图2所示 小球a与小球b发生正碰后小球a b均向右运动 小球b被q点处的墙壁弹回后与小球a在p点相遇 pq 1 5po 假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的 求两小球质量之比m1 m2 题后反思高考对碰撞问题的考查主要以计算题形式出现 有宏观物体间的碰撞 也有微观粒子间的碰撞 有两个物体的单次碰撞和多次碰撞 也有多个物体的多次或连续碰撞 有单独考查碰撞问题的题目 也有综合其他知识 或过程或方法 的题目 有弹性碰撞问题 也有 完全 非弹性正碰问题 有弹性斜碰问题 也有弹性正碰问题 但主流是弹性正碰问题 对弹性碰撞问题的考查均限于 一动一静 型 对于一维弹性碰撞有 若以其中某物体为参考系 则另一物体碰撞前后速度大小不变 方向相反 即以原速率弹回 若两个物体质量相等 则碰撞后两个物体互换速度 即碰后a的速度等于碰前b的速度 碰后b的速度等于碰前a的速度 若其中某物体的质量远大于另一物体的质量 则质量大的物体碰撞前后速度保持不变 变式1 1如图3所示 一个质量m1 150kg的木块静止于一张一端靠墙的很长的光滑桌面上 在墙与木块之间 放进另一个质量为m2的木块 再令m2以速度v2向左运动 假定所有碰撞都没有能量损失 并且m2与m1碰撞一次再与墙碰撞一次后 m1和m2以相同的速度运动 试求m2的数值 墙的质量可以看做无限大 例2 一质量为m 长为s0的船静止于水面上 一质量为m的人站在船头 当人从船头走到船尾时 求船前进的位移s的大小 不计水的阻力 变式2 1如图4所示 一个质量为m1 50kg的人抓在一只大气球下方 气球下面有一根长绳 气球和长绳的总质量为m2 20kg 长绳的下端刚好和水平面接触 当静止时人离地面的高度为h 5m 如果这个人开始沿绳向下滑 当他滑到绳下端时 他离地面高度是 可以把人看做质点 a 5mb 3 6mc 2 6md 8m 例3 2009 南京调研 如图6所示 光滑水平面上的a b c三个物块 其质量分别为ma 2 0kg mb 1 0kg mc 1 0kg 现用一轻弹簧将a b两物块连接 并用力缓慢压缩弹簧使a b两物块靠近 此过程外力做功108j 弹簧仍然处于弹性范围 然后同时释放 弹簧开始逐渐变长 当弹簧刚好恢复原长时 c恰以4m s的速度迎面与b发生碰撞并瞬时粘连 求 1 弹簧刚好恢复原长时 b与c碰撞前 a和b物块速度的大小 2 当弹簧第二次被压缩时 弹簧具有的最大弹性势能 题后反思含有弹簧的碰撞问题 碰撞过程中机械能守恒 因此碰撞过程为弹性碰撞 本题也是一个多次碰撞问题 解决这类问题 一定要注意系统的选取和过程的选取 同时要注意动量和能量结合解题 变式3 1 2009 山东高考 如图7所示 光滑水平直轨道上有三个滑块a b c 质量分别为ma mc 2m mb m a b用细绳连接 中间有一压缩的轻弹簧 弹簧与滑块不拴接 开始时a b以共同速度v0运动 c静止 某时刻细绳突然断开 a b被弹开 然后b又与c发生碰撞并粘在一起 最终三滑块速度恰好相同 求b与c碰撞前b的速度 感悟真题检验技能 随堂巩固训练 1 2010 福建高考 如图8所示 一个木箱原来静止在光滑水平面上 木箱内粗糙的底板上放着一个小木块 木箱和小木块都具有一定的质量 现使木箱获得一个向右的初速度v0 则 填选项前的字母 a 小木块和木箱最终都将静止b 小木块最终将相对木箱静止 二者一起向右运动c 小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞 而木箱一直向右运动d 如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止 则二者将一起向左运动解析 由于小木块和木箱之间存在相互的摩擦力 所以二者最终应相对静止 由于小木块和木箱组成的系统所受合力为零 所以系统动量守恒 由于系统初始动量方向向右 所以系统的末动量也一定方向向右 选项b正确 答案 b 2 2009 全国卷 质量为m的物块以速度v运动 与质量为m的静止物块发生正碰 碰撞后两者的动量正好相等 两者质量之比m m可能为 a 2b 3c 4d 5 解析 第一次与墙碰撞后 木板的速度反向 大小不变 此后木板向左做匀减速运动 重物向右做匀减速运动 最后木板和重物达到一共同的速度v 设木