高考物理广东专用大一轮复习精讲课件第6章碰撞与动量守恒2

1、第2课时弹性碰撞和非弹性碰撞,知 识 梳 理 知识点一、弹性碰撞和非弹性碰撞 1定义 碰撞是指物体间的相互作用持续时间 ，而物体间相互作用力 的现象。 2特点 在碰撞现象中，一般都满足内力 外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒。,很短,很大,远大于,3分类,守恒,最大,知识点二、碰撞问题三原则 1系统动量守恒原则 2物理情景可行性原则 速度要符合物理情景：如果碰撞前两物体同向运动，则后面物体的速度必 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

2、后两物体的运动方向不可能 ，除非两物体碰撞后速度均为零。,大于,相向,能量,题 组 自 测 题组一碰撞中的动量守恒 1(2014广州市高三调研测试)两球在水平面上相向运动，发生正碰后都变为静止。可以肯定的是，碰前两球的 () A质量相等 B动能相等 C动量大小相等 D速度大小相等 解析两球碰撞过程动量守恒，碰后静止，则碰后的总动量为零，说明碰前两球的动量等大反向，C正确，A、B、D错误。 答案C,2.如图1所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动。两球质量关系为mB2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6 kgm/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为4 kgm

3、/s。则 () 图1,A左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为25 B左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为110 C右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为25 D右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为110 解析由pmv和mB2mA知，若A、B球能相碰，A球只能在左方，故C、D选项错误；碰撞后，A球的动量增量为4 kgm/s，则B球的动量增量为4 kgm/s，所以A球的动量为2 kgm/s，B球的动量为10 kgm/s，即mAvA2 kgm/s，mBvB10 kgm/s，且mB2mA，vAvB25，所以A选项正确，B选项错误。 答案A,题组二弹性碰撞和非弹性碰撞 3质量都为m

4、的小球a、b、c以相同的速度分别与另外三个质量都为M的静止小球相碰后，a球被反向弹回，b球与被碰球粘合在一起仍沿原方向运动，c球碰后静止，则下列说法正确的是 () Am不一定小于M Bm可能等于M Cb球与质量为M的球组成的系统损失的动能最大 Dc球与质量为M的球组成的系统损失的动能最大,解析由a球被反向弹回，可以确定三个小球的质量m一定小于M；若mM，则无论如何a球都不会被反向弹回。当两小球发生完全非弹性碰撞时损失的动能最大，b球与M被碰球粘合在一起，发生的是完全非弹性碰撞，选项C正确。 答案C,4三个完全相同的小球A、B、C，质量满足mAmBmC2 kg，静止在光滑地面上并沿“一”字形依次

5、排开，如图2所示。用锤子轻轻敲击A球，使之获得一个向右的速度v04 m/s，A、B两球碰撞后粘合在一起，再与C球碰撞，最后C球获得vC2 m/s的向右的速度。 图2,(1)求第一次碰撞后A、B两球粘合在一起的共同速度； (2)第二次碰撞是不是弹性碰撞？ (3)求两次碰撞过程，系统损失的能量E。 解析(1)A、B两球相碰满足动量守恒，则有mv02mv1 可得两球共同速度v12 m/s。,结论(1)当两球质量相等时，v10，v2v1，两球碰撞后交换速度。 (2)当质量大的球碰质量小的球时，v10，v20，碰撞后两球都向前运动。 (3)当质量小的球碰质量大的球时，v10，碰撞后质量小的球被反弹回来。

6、 2非弹性碰撞：动量守恒，机械能有损失。,【例1】(2014广东卷，35)图3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，并接合成复合体P，以此碰撞时刻为计时零点。探测器只在t12 s至t24 s内工作，已知P1、P2的质量都为m1 kg，P与AC间的动摩擦因数为0.1，AB段长L4 m ，g取10 m/s2，P1、P2和P均视为质点，P与挡板的碰撞为弹性碰撞。 图3,【变式训练】 1.如图4所示，用轻弹簧相连的质量均为2 kg的A、B两物块都以v6 m/s的速度在光滑水平地面上运动，弹簧处于原长，质量4 kg的物块

7、C静止在前方，B与C碰撞后二者粘在一起运动。在以后的运动中，求： 图4,(1)当弹簧的弹性势能最大时，物体A的速度多大？ (2)弹性势能的最大值是多大？ (3)A的速度有可能向左吗？为什么？ 解析(1)当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大。 由于A、B、C三者组成的系统动量守恒，则有 (mAmB)v(mAmBmC)vA 解得vA3 m/s,考点二动量守恒中的常见模型 模型1“人船模型” “人船模型”是动量守恒定律的拓展应用，它把速度和质量的关系推广到质量和位移的关系，这样给我们提供了一种解题思路和解决问题的方法。“人船模型”的适用条件是：两个物体组成的系统(当有多个物体组成系统时，可

8、以先转化为两个物体组成的系统)动量守恒，系统的合动量为零。,【例2】如图5所示，一辆质量M3 kg的小车A静止在光滑的水平面上，小车上有一质量m1 kg的光滑小球B，将一轻质弹簧压缩并锁定，此时弹簧的弹性势能为Ep6 J，小球与小车右壁距离为L，解除锁定，小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住，求： 图5,图6,解答本题的关键 (1)灵活选择系统的构成，根据题目的特点可选取其中动量守恒或能量守恒的几个物体为一个研究对象，不一定是所有的物体为一个研究对象。 (2)灵活选取物理过程。在综合题目中，物体运动常有几个不同过程。根据题目的已知、未知条件灵活地选取物理过程来研究。列方程前要注意鉴

9、别判断所选过程动量、机械能的守恒情况。,模型3“子弹击中木块模型”问题 【例4】如图7所示，质量为M的木块静置于光滑的水平面上，一质量为m、速度为v0的子弹水平射入木块且未穿出。设木块对子弹的阻力恒为F，求： 图7 (1)射入过程中产生的内能为多少？木块至少为多长时子弹才不会穿出？ (2)子弹在木块中运动了多长时间？,“子弹击中木块模型”问题 (1)“子弹击中木块模型”，不管子弹是否击穿木块，由子弹和木块组成的系统，在子弹的运动方向动量守恒，即 mv0(mM)v(未击穿时) mv0mv1Mv2(击穿时)。 图8,(2)“子弹击中木块模型”中各力做功情况 如图8所示，质量为m的子弹以水平速度v0射入静止在光滑水平面上的质量为M的木块中，射入木块的深度为d而未穿出，木块与子弹的共同速度为v，木块滑行s木过程中，子弹与木块相互作用力为f。则： f对子弹做的负功Wffs子 f对木块做的正功Wfs木 f对系统(子弹和木块)做的功 WWfWf(s子s木)fd(d实质是子弹相对木块发生的位移)。,【变式训练】 2如图9所示，质量M2 kg的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m1 kg的小球通过长L0.5 m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动，