202X年高考物理二轮复习动量专题碰撞课件

1、2019年高考物理复习年高考物理复习碰撞过程的特征：碰撞过程的特征：一、一、碰撞双方相互作用的时间碰撞双方相互作用的时间t一般很短；一般很短；碰撞双方相互作用的力作为系统的内力一般很大。碰撞双方相互作用的力作为系统的内力一般很大。二、碰撞的分类：二、碰撞的分类：1.按碰撞方向分类按碰撞方向分类 正碰、斜碰正碰、斜碰2.从碰撞过程中形变恢复情况来划分：形变完全恢复的从碰撞过程中形变恢复情况来划分：形变完全恢复的叫弹性碰撞；形变完全不恢复的叫完全非弹性碰撞；叫弹性碰撞；形变完全不恢复的叫完全非弹性碰撞；而一般的碰撞其形变不能够完全恢复。而一般的碰撞其形变不能够完全恢复。3.从碰撞过程中机械能损失情

2、况来划分：机械能不损失从碰撞过程中机械能损失情况来划分：机械能不损失的叫弹性碰撞；机械能损失最多的叫完全非弹性碰撞；的叫弹性碰撞；机械能损失最多的叫完全非弹性碰撞；而一般的碰撞其机械能有所损失。而一般的碰撞其机械能有所损失。碰撞过程中损失的动能转化为其它能量，碰撞过程中损失的动能转化为其它能量， 如内能、重如内能、重力势能、弹性势能、磁场能、电场能等。力势能、弹性势能、磁场能、电场能等。碰撞过程碰撞过程遵守遵守的规律的规律三、三、应同时遵守三个原则应同时遵守三个原则1. 系统动量守恒的原则系统动量守恒的原则2211202101vmvmvmvm 2. 物理情景可行性原则物理情景可行性原则位置不超

3、越位置不超越3. 不违背能量守恒的原则不违背能量守恒的原则动能不膨胀动能不膨胀 2222112202210121212121vmvmvmvm 三种典型的碰撞三种典型的碰撞四、四、1、弹性碰撞：碰撞全程完全没有动能损失。、弹性碰撞：碰撞全程完全没有动能损失。v1v2v10ABv20AB碰前碰前碰后碰后2211202101vmvmvmvm 2222112202210121212121vmvmvmvm 解以上两式可得：解以上两式可得：21202102112mmvmv )mm(v 21101201222mmvmv )mm(v 对于结果的讨论：对于结果的讨论：当当m1 = m2 时，时，v1 = v20

4、 ， v2 = v10 ,质量相等的两物体弹性碰撞后质量相等的两物体弹性碰撞后, “交换速度交换速度”；当当m1 m2 ，且，且v20 = 0时，时，v1 v10 ，v2 2v10 ，2、非、非(完全完全)弹性碰撞：动量守恒弹性碰撞：动量守恒, 动能有损失，动能有损失，3、完全非弹性碰撞：动能的损失达到最大限度；、完全非弹性碰撞：动能的损失达到最大限度；外部特征：碰撞后两物体连为一个整体，故有外部特征：碰撞后两物体连为一个整体，故有2120210121mmvmvmvv “广义碰撞广义碰撞”五、五、物体的相互作用物体的相互作用 1、当物体之间的相互作用时间不是很短，作用不是、当物体之间的相互作用

5、时间不是很短，作用不是很强烈，但系统动量仍然守恒时，碰撞的部分规律仍很强烈，但系统动量仍然守恒时，碰撞的部分规律仍然适用，但已不符合然适用，但已不符合“碰撞的基本特征碰撞的基本特征”（如：位置（如：位置可能超越、机械能可能膨胀）。此时，碰撞中可能超越、机械能可能膨胀）。此时，碰撞中“不合不合题意题意”的解可能已经有意义，如弹性碰撞中的解可能已经有意义，如弹性碰撞中 v1=v10 ,v2= v20的解。的解。2、物体之间有相对滑动时，机械能损失的重要结论：、物体之间有相对滑动时，机械能损失的重要结论：E = E内内 = f滑滑S相相 ， 其中其中S相相指相对路程指相对路程 10一颗速度较大的子弹

6、，水平击穿原来静止在一颗速度较大的子弹，水平击穿原来静止在光滑水平面上的木块，设木块对子弹的阻力恒定，光滑水平面上的木块，设木块对子弹的阻力恒定，则当子弹入射速度增大时，下列说法正确的是则当子弹入射速度增大时，下列说法正确的是 ( )A木块获得的动能变大木块获得的动能变大 B木块获得的动能变小木块获得的动能变小C子弹穿过木块的时间变长子弹穿过木块的时间变长 D子弹穿过木块的时间变短子弹穿过木块的时间变短 B D11如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和和Q都可视作质点都可视作质点Q与轻质弹簧相连设与轻质弹簧相连设Q静止，静止，P以某以某一初速度向一初速度向

7、Q运动并与弹簧发生碰撞，一段时间后运动并与弹簧发生碰撞，一段时间后P与弹簧分离与弹簧分离.在这一过程中在这一过程中,下列说法正确的是下列说法正确的是 ( )AP与弹簧分离时，与弹簧分离时，Q的动能达到最大的动能达到最大BP与弹簧分离时，与弹簧分离时，P的动能达到最小的动能达到最小CP与与Q的速度相等时，的速度相等时，P和和Q的动能之和达到最小的动能之和达到最小DP与与Q的速度相等时，的速度相等时，P的动能达到最小的动能达到最小PQA C122（2）（选修）（选修35 ）质量分别为）质量分别为m1和和m2的的两个小球在光滑的水平面上分别以速度两个小球在光滑的水平面上分别以速度v1、v2同向同向运

8、动并发生对心碰撞，碰后运动并发生对心碰撞，碰后m2被右侧的墙原速弹回，被右侧的墙原速弹回，又与又与m1相碰，碰后两球都静止。求：第一次碰后相碰，碰后两球都静止。求：第一次碰后m1球的速度球的速度.v1v2m1m2解：解：根据动量守恒定律得：根据动量守恒定律得： 221122112211vmvmvmvmvmvm解得：解得：1221112mvmvmv 16如图所示，质量为如图所示，质量为m的滑块，以水平速度的滑块，以水平速度v0滑入滑入光滑的光滑的1/4圆弧的小车上，当滑块达到圆弧上某一高度圆弧的小车上，当滑块达到圆弧上某一高度后又开始下滑，如果小车的质量后又开始下滑，如果小车的质量M=2m，小车

9、与地面，小车与地面无摩擦，假设圆弧的半径足够大，则滑块最后滑出圆无摩擦，假设圆弧的半径足够大，则滑块最后滑出圆弧时的速度大小为弧时的速度大小为 ；方向为；方向为Mmv0解：解：由动量守恒和能量守恒得由动量守恒和能量守恒得210Mvmvmv 222120212121Mvmvmv 解得解得00131vvMm)Mm(v 负号表示速度的方向向左负号表示速度的方向向左v0/3水平向左水平向左 14（选修（选修3-5） （2）a、b两个小球在一直线上两个小球在一直线上发生碰撞，它们在碰撞前后的发生碰撞，它们在碰撞前后的s-t图象如图所示，若图象如图所示，若a球的质量球的质量ma=1kg，则，则b球的质量球

10、的质量mb等于多少等于多少?0161284t/ss/m462abba解：解：从位移从位移时间图像上可看出，碰前时间图像上可看出，碰前B的速度为的速度为0，A的速度的速度v0=s/t=4m/s碰撞后，碰撞后，A的速度的速度v1=-1m/s，B的速度的速度v2=2m/s，由动量守恒定律得由动量守恒定律得mav0=mav1+mbv2，解得解得 mb=2.5kg 38(2)一个物体静置于光滑水平面上，外面扣一质一个物体静置于光滑水平面上，外面扣一质量为量为M的盒子，如图的盒子，如图1所示现给盒子一初速度所示现给盒子一初速度v0,此后，盒子运动的此后，盒子运动的vt 图象呈周期性变化，如图图象呈周期性变

11、化，如图2所示请据此求盒内物体的质量所示请据此求盒内物体的质量图图1v0图图2t09t05t0v0v0t3t07t0解：解：设物体的质量为设物体的质量为m，t0时刻受盒子碰撞获得速度时刻受盒子碰撞获得速度v，根据动量守恒定律根据动量守恒定律 mvMv 0 3t0时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为v0，说明碰撞是弹性碰撞说明碰撞是弹性碰撞 2202121mvMv 解得：解得： mM（也可通过图象分析得出（也可通过图象分析得出v0v，结合动量守恒，结合动量守恒，得出正确结果）得出正确结果） 20（16分）如图是放置在竖直平面内游戏滑轨的分）如图是放置在竖直

12、平面内游戏滑轨的模拟装置，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成：水模拟装置，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成：水平直轨平直轨AB，半径分别为，半径分别为R1 =1.0m和和R2 = 3.0m的弧形轨的弧形轨道，倾斜直轨道，倾斜直轨CD长为长为L = 6m且表面粗糙，动摩擦因数且表面粗糙，动摩擦因数为为=1/6，其它三部分表面光滑，其它三部分表面光滑， AB、CD与两圆形轨与两圆形轨道相切现有甲、乙两个质量为道相切现有甲、乙两个质量为m=2kg的的滑环滑环穿在滑穿在滑轨上，甲轨上，甲环环静止在静止在B点，乙点，乙环环从从AB的中点的中点E处以处以v0 =10m/s的初速度水平向左运动两的初速度水平向

13、左运动两滑环滑环在整个过程中在整个过程中的碰撞均无能量损失。已知的碰撞均无能量损失。已知=37,（取（取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）求：）求：（1）甲）甲环环第一次通过第一次通过 O2的最低点的最低点F处时对轨道的压处时对轨道的压力；力；（2）在整个运动过程中，两球相撞次数；）在整个运动过程中，两球相撞次数；（3）两）两滑环滑环分别通过分别通过CD段的总路程段的总路程PR1EQABDCFv0O2O1R2 （1）甲乙两）甲乙两滑环滑环在发生碰撞过程由动量守恒和在发生碰撞过程由动量守恒和能量守恒可得：能量守恒可得：210mvmvmv 222120212121mvmvm

14、v 可得：可得： 或或 （舍去）（舍去）01 v02vv 01vv 02 v即交换速度。甲即交换速度。甲环环从从B点滑到点滑到F点的过程中，根据机械点的过程中，根据机械能守恒得能守恒得:2222121Fmvhmgmv 在在F点对滑环分析受力，得点对滑环分析受力，得22RvmmgFFN 由上面二式得由上面二式得 ：167NN3500 NF根据牛顿第三定律得滑环第一次通过根据牛顿第三定律得滑环第一次通过O2的最低点的最低点F处处时对轨道的压力为时对轨道的压力为167 N 解：解：PR1EQABDCFv0O2O1R2（2）由几何关系可得倾斜直轨）由几何关系可得倾斜直轨CD的倾角为的倾角为37，甲，甲

15、滑环滑环或乙或乙滑环滑环每通过一次克服摩擦力做功为：每通过一次克服摩擦力做功为： cosmgLW 克得得J16克 W20021mvEk 256克0.WEnk 分析可得两滑环碰撞分析可得两滑环碰撞7次次题目题目PR1EQABDCFv0O2O1R2（3）由题意可知得：滑环最终只能在）由题意可知得：滑环最终只能在 O2的的D点下方点下方来回晃动，即到达来回晃动，即到达D点速度为零，点速度为零，由能量守恒得：由能量守恒得： cosmgs)cos(mgRmv 121220解得滑环克服摩擦力做功所通过的路程解得滑环克服摩擦力做功所通过的路程 s=78m分析可得乙分析可得乙滑环滑环3次通过次通过CD段，路程

16、为段，路程为18m，所以甲所以甲滑环滑环的路程为的路程为60m题目题目第第2页页 20、(16分分)如图所示的轨道由位于竖直平面的圆弧如图所示的轨道由位于竖直平面的圆弧轨道和水平轨道两部分相连而成水平轨道的右侧有轨道和水平轨道两部分相连而成水平轨道的右侧有一质量为一质量为2m的滑块的滑块C与轻质弹簧的一端相连，弹簧的与轻质弹簧的一端相连，弹簧的另一端固定在竖直的墙另一端固定在竖直的墙M上，弹簧处于原长时，滑块上，弹簧处于原长时，滑块C在在P点处；在水平轨道上方点处；在水平轨道上方O处，用长为处，用长为L的细线悬的细线悬挂一质量为挂一质量为m的小球的小球B，B球恰好与水平轨道相切于球恰好与水平轨

17、道相切于D点，并可绕点，并可绕D点在竖直平面内摆动点在竖直平面内摆动 质量为质量为m的滑块的滑块A由圆弧轨道上静止释放，进入由圆弧轨道上静止释放，进入水平轨道与小球水平轨道与小球B发生碰撞，发生碰撞，A、B碰撞前后速度发生碰撞前后速度发生交换交换P点左方的轨道光滑、右方粗糙，滑块点左方的轨道光滑、右方粗糙，滑块A、C与与PM段的动摩擦因数均为段的动摩擦因数均为=1/3，其余各处的摩擦不计，其余各处的摩擦不计，A、B、C均可视为质点，重力加速度为均可视为质点，重力加速度为g(1)若滑块若滑块A能以与球能以与球B碰前瞬间相同的速度与滑块碰前瞬间相同的速度与滑块C相相碰，碰，A至少要从距水平轨道多高

18、的地方开始释放至少要从距水平轨道多高的地方开始释放?(2)在在(1)中算出的最小值高度处由静止释放中算出的最小值高度处由静止释放A，经一段，经一段时间时间A与与C相碰，设碰撞时间极短，碰后一起压缩弹簧，相碰，设碰撞时间极短，碰后一起压缩弹簧，弹簧最大压缩量为弹簧最大压缩量为L/3，求弹簧的最大弹性势能，求弹簧的最大弹性势能. .CABPMDOL (1)要使滑块要使滑块A能以与能以与B碰前瞬间相同的速度与碰前瞬间相同的速度与C碰撞，必须使小球碰撞，必须使小球B受受A撞击后在竖直平面内完成一个撞击后在竖直平面内完成一个完整的圆周运动后从左方撞击完整的圆周运动后从左方撞击A，使，使A继续向右运动。继

19、续向右运动。设设A从距水平面高为从距水平面高为H的地方释放的地方释放, 与与B碰前的速度为碰前的速度为v0对对A，由机械能守恒得：，由机械能守恒得：2021mvmgH 向心力向心力LvmF2 解：解：设小球设小球B通过最高点的速度为通过最高点的速度为vB，则它通过最高点，则它通过最高点的条件是：的条件是：LvmmgB2 小球小球B从最低点到最高点机械能守恒：从最低点到最高点机械能守恒：22021221BmvmgLmv 联立、得：联立、得：LH25 题目题目 (2)从这个高度下滑的从这个高度下滑的A与与碰撞前瞬间速度碰撞前瞬间速度gLv50 设设A与与C碰后瞬间的共同速度为碰后瞬间的共同速度为v

20、，由动量守恒：，由动量守恒：mv0(m2m)v A、C一起压缩弹簧，由能量守恒定律。有：一起压缩弹簧，由能量守恒定律。有：L)mgmg(Ev )mm(P3122212 由、式得：由、式得：mgL.EP50 题目题目第第2页页2T4TT3T5T6TEtE00(b)19、（、（16分）如图（分）如图（a）所示，在光滑绝缘水平面）所示，在光滑绝缘水平面的的AB区域内存在水平向右的电场，电场强度区域内存在水平向右的电场，电场强度E随时随时间的变化如图（间的变化如图（b）所示不带电的绝缘小球）所示不带电的绝缘小球P2静静止在止在O点点t0时，带正电的小球时，带正电的小球P1以速度以速度v0从从A点点进入进入AB区域区域, 随后与随后与P2发生正碰后反弹，反弹速度发生正碰后反弹，反弹速度32.LL340 大小是