高二物理（人教版）教学课件 选择性必修一 第一章 四种“类碰撞”模型（融会课-主题串知综合应用）

四种“类碰撞”模型(融会课——主题串知综合应用)综合•融通(三)通过本节课的学习进一步掌握用动量守恒定律、能量守恒定律解决碰撞问题的技巧，能够从动量和能量的观点分析子弹打木块模型、“滑块—弹簧”模型、“滑块—曲面体”模型、“滑块—滑板”模型。主题(一)子弹打木块模型主题(二)“滑块—弹簧”模型0102CONTENTS目录主题(三)“滑块—曲面体”模型课时跟踪检测0305主题(四)“滑块—滑板”模型04主题(一)子弹打木块模型模型图示模型特点(1)子弹水平打进木块的过程中，系统的动量守恒。(2)系统的机械能有损失。两种情境续表[例1]

(2024·湖北高考)(多选)如图所示，在光滑水平面上静止放置一质量为M、长为L的木块，质量为m的子弹水平射入木块。设子弹在木块内运动过程中受到的阻力不变，其大小f与射入初速度大小v0成正比，即f=kv0(k为已知常数)。改变子弹的初速度大小v0，若木块获得的速度最大，则(

)

√√

1.(多选)矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0水平射向滑块，若射击下层，子弹刚好不射出，若射击上层，则子弹刚好能射穿一半厚度，如图所示，则上述两种情况相比较，下列说法正确的是(

)A.子弹的末速度大小相等B.系统产生的热量一样多C.子弹对滑块做的功相同D.子弹和滑块间的水平作用力一样大针对训练√√√

主题(二)“滑块—弹簧”模型模型图示模型特点(1)动量守恒：两个物体与弹簧相互作用的过程中，若系统所受外力的矢量和为零，则系统动量守恒。(2)机械能守恒：系统在运动过程中只有弹簧弹力做功，系统机械能守恒。(3)弹簧处于最长(或最短)状态时两物体速度相等，弹簧弹性势能最大，系统动能通常最小(相当于完全非弹性碰撞，两物体减少的动能转化为弹簧的弹性势能)。(4)弹簧恢复原长时，弹簧弹性势能为零，系统动能最大(相当于刚完成弹性碰撞)。续表[例2]

(2025·山西晋中阶段练习)(多选)如图甲所示，质量分别为mA=1kg、mB=2kg的滑块A、B放在光滑的水平面上，之间用一质量可忽略不计的弹簧连接，滑块B紧靠在竖直的墙壁上。现有一质量为mC的滑块C沿水平面向右运动，从0时刻开始计时，2s末与滑块A碰撞且粘在一起，0~6s内滑块C的速度—时间图像如图乙所示，则下列说法正确的是(

)A.滑块C的质量mC=2kgB.全过程整个系统损失的机械能为9JC.2~6s内，墙壁对滑块B的冲量大小为6N·sD.整个过程中滑块B的最大动能为9J√√

2.(2025·贵州贵阳阶段练习)如图所示，在光滑的水平面上有两个滑块P、Q，滑块Q的左端固定一轻质弹簧。两个滑块以大小为v0的速度沿同一直线相向运动，滑块P的质量为3m，滑块Q的质量为m。不计空气阻力，则下列说法正确的是(

)针对训练

√

主题(三)

“滑块—曲面体”模型模型图示模型特点续表

A.小球沿曲面向上运动的过程中，小球和小车组成的系统动量守恒B.小球沿曲面向下运动的过程中，小车的动量增加C.小球离开小车时小球的速率等于v0D.若小球速度较大，会从圆弧轨道上端抛出，但仍会落回小车√√

3.(多选)如图所示，小车的上表面由中间突出的两个对称的曲面组成。整个小车的质量为m，原来静止在光滑的水平面上。现有一可视为质点的小球，质量也为m，以水平速度v从左端滑上小车，恰好到达小车的最高点后，又从另一个曲面滑下。下列说法正确的是(

)针对训练

√√

主题(四)

“滑块—滑板”模型模型图示模型特点(1)系统的动量守恒，但机械能不守恒，摩擦力与两者相对位移的乘积等于系统减少的机械能。(2)若滑块未从滑板上滑下，当两者速度相同时，滑板速度最大，相对位移最大。求解方法(1)求速度：根据动量守恒定律求解，研究对象为一个系统。(2)求时间：根据动量定理求解，研究对象为一个物体。(3)求系统产生的内能或相对位移：根据能量守恒定律Q=E初-E末或Q=FfΔx，研究对象为一个系统。续表[例4]

(2024·甘肃高考)如图，质量为2kg的小球A(视为质点)在细绳O'P和OP作用下处于平衡状态，细绳O'P=OP=1.6m，与竖直方向的夹角均为60°。质量为6kg的木板B静止在光滑水平面上，质量为2kg的物块C静止在B的左端。剪断细绳O'P，小球A开始运动。(重力加速度g取10m/s2)(1)求A运动到最低点时细绳OP所受的拉力。[答案]

40N

(2)A在最低点时，细绳OP断裂。A飞出后恰好与C左侧碰撞(时间极短)，碰后A竖直下落，C水平向右运动。求碰后C的速度大小。[解析]

A与C相碰，在水平方向动量守恒，由于碰后A竖直下落，可得mvA=0+mvC解得vC=vA=4

m/s。[答案]

4m/s

(3)A、C碰后，C相对B滑行4m后与B共速。求C和B之间的动摩擦因数。[答案]

0.15

4.(2025·湖南益阳阶段练习)(多选)如图所示，质量m=0.2kg、长度L=1m的木板B在光滑水平面上以v0=3m/s的速率水平向右做匀速直线运动，质量为2m的小物块A以2v0的速率水平向右滑上木板的左端。已知A与B间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是(

)针对训练A.A最终会从木板的右端掉下来B.A在B上相对滑动的时间为0.2sC.整个运动过程B对A做的功为-9.4JD.整个运动过程因摩擦产生的内能为0.6J√√

课时跟踪检测123456789

√678912345

156789234

156789234

√√156789234

1567892343.(2025·重庆沙坪坝阶段练习)如图甲所示，左端接有轻弹簧的物块A静止在光滑水平面上，物块B以一初速度向A运动，t=0时物块B与弹簧接触，0~2s内两物块的v⁃t

图像如图乙所示，

则(

)156789234A.物块A的质量比物块B的质量小B.0~1s内，弹簧对物块A、B

的冲量相同C.t=1s时，弹簧的弹性势能为零D.t=2s时，

物块A的动量比物块B的动量大√156789234

1567892344.(2025·山东菏泽阶段练习)如图所示，有一质量为m的小球，以速度v0滑上静置于光滑水平面上的带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块，滑块的质量为3m，小球在上升过程中始终未能冲出圆弧轨道，重力加速度为g，在小球运动过程中(

)156789234

√156789234

1567892345.(2025·山东德州期末)(多选)如图所示，质量为M的滑块静止在光滑水平面上，其左侧是四分之一光滑圆弧，左端底部恰好与地面相切，小球A、B的质量分别为m1=2kg、m2=3kg，A的初速度为v0，

B保持静止，已知A与B发生弹性碰撞，要使A与B至少发生两次碰撞，则M可能为(

)A.5kgB.6kgC.7kg D.8kg√√√156789234

1567892346.(2025·重庆沙坪坝阶段练习)如图所示，A、B、C是光滑水平面上的三个大小相同的小球，A、B球的质量为m，C球的质量为2m

，其中B、C两小球用轻质弹簧连接后静止在水平面上。现让A球以速度v0

沿B、C两球球心的连线向B球运动，碰后A、B两球粘在一起。对A、B、C球及弹簧组成的系统，下列说法正确的是(

)156789234

√156789234解析：碰后A、B两球粘在一起，AB球的速度大于C球的速度，开始压缩弹簧，当弹簧压缩到最短时，三球的速度相等，之后弹簧恢复到原长，此时C球的速度大于AB球的速度，然后弹簧开始伸长，当弹簧伸长到最长时，三球的速度相等，之后弹簧再次恢复到原长，以后重复以上过程，综上分析可知，三球速度相等时，弹簧可能压缩到最短，也可能伸长到最长，故A、D错误;156789234

1567892347.(10分)如图所示，质量为M=0.48kg的木块静止在一竖直放置的轻弹簧上端A点，弹簧下端连接地面，现有一质量为m=20g的子弹以速度v0=100m/s竖直向下射向木块并嵌入其中，经过t=1s，木块第一次回到A位置，弹簧始终在弹性限度内，忽略空气阻力，取g=10m/s2，求：156789234(1)子弹嵌入木块后的瞬间整体的速度大小v;(4分)答案：4m/s

解析：子弹嵌入木块过程满足系统动量守恒，取向下为正方向，由动量守恒定律得mv0=(M+m)v，解得v=4

m/s。156789234(2)1s内弹簧对木块和子弹整体的冲量I。(6分)答案：9N·s，方向竖直向上

1567892348.(10分)(2025·云南保山阶段练习)如图甲所示，一辆质量为M=1.5kg的小车静止在光滑的水平面上，一质量为m的木块以一定的水平速度滑上小车，最后与小车以相同的速度运动，它们的运动速度随时间变化的图像如图乙所示。取g=10m/s2。求：156789234(1)木块的质量m;(5分)答案：0.5kg

156789234

156789234(2)木块与小车上表面的动摩擦因数。(5分)

答案：0.31567892349.(18分)(2024·安徽高考)如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平轨道与光滑四分之一圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点。一物块静止于小车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置，由静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。碰撞后，物块沿小车上的轨道运动。156789234已知细线长L=1.25m，小球质量m=0.20kg，物块、小车质量均为M=0.30kg，小车上的水平轨道长s=1.0m，圆弧轨道半径R=0.15m。小球、物块均可视为质点，不计