高考物理一轮复习：碰撞课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,碰撞,2019年高考物理复习,碰撞2019年高考物理复习,1,碰撞过程的特征：,一、,碰撞双方相互作用的时间,t,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。,二、碰撞的分类：,1.按碰撞方向分类 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。,3.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；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， 如内能、重力势能、弹性势能、磁场能、电场能等。,碰撞过程的特征：一、碰撞双方相互作用的时间t一般很短；二,2,碰撞过程,遵守,的规律,三、,应同时遵守三个原则,1. 系统动量守恒的原则,2. 物理情景可行性原则位置不超越,3. 不违背能量守恒的原则动能不膨胀,碰撞过程遵守的规律三、应同时遵守三个原则1. 系统动量,3,三种典型的碰撞,四、,1、弹性碰撞：碰撞全程完全没有动能损失。,v,1,v,2,v,10,A,B,v,20,A,B,碰前,碰后,解以上两式可得：,三种典型的碰撞四、1、弹性碰撞：碰撞全程完全没有动能损失。v,4,对于结果的讨论：,当,m,1,=,m,2,时，,v,1,=,v,20,，,v,2,=,v,10,质量相等的两物体弹性碰撞后, “交换速度”；,当,m,1,m,2,，且,v,20,= 0时，,v,1,v,10,，,v,2, 2,v,10,，,2、非(完全)弹性碰撞：动量守恒, 动能有损失，,3、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,对于结果的讨论：当m1 = m2 时，v1 = v20 ，,5,“广义碰撞”,五、,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“碰撞的基本特征”（如：位置可能超越、机械能可能膨胀）。此时，碰撞中“不合题意”的解可能已经有意义，如弹性碰撞中,v,1,=,v,10,v,2,=,v,20,的解。,2、物体之间有相对滑动时，机械能损失的重要结论：,E = E,内,= f,滑,S,相,， 其中,S,相,指相对路程,“广义碰撞”五、物体的相互作用 1、当物体之间的相互作用,6,10,一颗速度较大的子弹，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，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,B,木块获得的动能变小,C子弹穿过木块的时间变长,D子弹穿过木块的时间变短,B D,10一颗速度较大的子弹，水平击穿原来静止在光滑水,7,11如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块,P,和,Q,都可视作质点,Q,与轻质弹簧相连设,Q,静止，,P,以某一初速度向,Q,运动并与弹簧发生碰撞，一段时间后,P,与弹簧分离.在这一过程中,下列说法正确的是 ( ),A,P,与弹簧分离时，,Q,的动能达到最大,B,P,与弹簧分离时，,P,的动能达到最小,C,P,与,Q,的速度相等时，,P,和,Q,的动能之和达到最小,D,P,与,Q,的速度相等时，,P,的动能达到最小,P,Q,A C,11如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点,8,122（2）（选修35 ）质量分别为,m,1,和,m,2,的两个小球在光滑的水平面上分别以速度,v,1,、,v,2,同向运动并发生对心碰撞，碰后,m,2,被右侧的墙原速弹回，又与,m,1,相碰，碰后两球都静止。求：第一次碰后,m,1,球的速度.,v,1,v,2,m,1,m,2,解：,根据动量守恒定律得：,解得：,122（2）（选修35 ）质量分别为m1和m2的两个小,9,16如图所示，质量为,m,的滑块，以水平速度,v,0,滑入光滑的1/4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,M,=2,m,，小车与地面无摩擦，假设圆弧的半径足够大，则滑块最后滑出圆弧时的速度大小为,；方向为,M,m,v,0,解：,由动量守恒和能量守恒得,解得,负号表示速度的方向向左,v,0,/3,水平向左,16如图所示，质量为m的滑块，以水平速度v0滑入光滑的1/,10,14（选修3-5） （2）,a,、,b,两个小球在一直线上发生碰撞，它们在碰撞前后的,s,-,t,图象如图所示，若,a,球的质量,m,a,=1kg，则,b,球的质量,m,b,等于多少?,0,16,12,8,4,t,/s,s,/m,4,6,2,a,b,b,a,解：,从位移时间图像上可看出，碰前,B,的速度为0，,A,的速度,v,0,=,s,/,t,=4m/s,碰撞后，,A,的速度,v,1,=-1m/s，,B,的速度,v,2,=2m/s，,由动量守恒定律得,m,a,v,0,=,m,a,v,1,+,m,b,v,2,，,解得,m,b,=2.5kg,14（选修3-5） （2）a、b两个小球在一直线上,11,38(2)一个物体静置于光滑水平面上，外面扣一质量为,M,的盒子，如图1所示现给盒子一初速度,v,0,此后，盒子运动的,vt,图象呈周期性变化，如图2所示请据此求盒内物体的质量,图1,v,0,图2,t,0,9,t,0,5,t,0,v,0,v,0,t,3,t,0,7,t,0,38(2)一个物体静置于光滑水平面上，外面扣一质量为M的,12,解：,设物体的质量为,m,，,t,0,时刻受盒子碰撞获得速度,v,，,根据动量守恒定律,3,t,0,时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为,v,0,，,说明碰撞是弹性碰撞,解得：,m,M,（也可通过图象分析得出,v,0,v,，结合动量守恒，,得出正确结果）,解：设物体的质量为m，t0时刻受盒子碰撞获得速度v， 3t,13,20（16分）如图是放置在竖直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：水平直轨,AB,，半径分别为,R,1,=1.0m和,R,2,= 3.0m的弧形轨道，倾斜直轨,CD,长为,L,= 6m且表面粗糙，动摩擦因数为,=1/6，其它三部分表面光滑，,AB,、,CD,与两圆形轨道相切现有甲、乙两个质量为,m,=2kg的,滑环,穿在滑轨上，甲,环,静止在,B,点，乙,环,从,AB,的中点,E,处以,v,0,=10m/s的初速度水平向左运动两,滑环,在整个过程中的碰撞均无能量损失。已知,=37,（取,g,=10m/s,2,，sin37=0.6，cos37=0.8）求：,（1）甲,环,第一次通过,O,2,的最低点,F,处时对轨道的压力；,（2）在整个运动过程中，两球相撞次数；,（3）两,滑环,分别通过,CD,段的总路程,20（16分）如图是放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟,14,P,R,1,E,Q,A,B,D,C,F,v,0,O,2,O,1,R,2,（1）甲乙两,滑环,在发生碰撞过程由动量守恒和能量守恒可得：,可得： 或 （舍去）,即交换速度。甲,环,从,B,点滑到,F,点的过程中，根据机械能守恒得:,在,F,点对滑环分析受力，得,由上面二式得 ：,根据牛顿第三定律得滑环第一次通过,O,2,的最低点,F,处时对轨道的压力为,167 N,解：,PR1EQABDCFv0O2O1R2,15,P,R,1,E,Q,A,B,D,C,F,v,0,O,2,O,1,R,2,（2）由几何关系可得倾斜直轨,CD,的倾角为37，甲,滑环,或乙,滑环,每通过一次克服摩擦力做功为：,得,分析可得两滑环碰撞,7,次,题目,PR1EQABDCFv0O2O1R2（2）由几何关系可得,16,P,R,1,E,Q,A,B,D,C,F,v,0,O,2,O,1,R,2,（3）由题意可知得：滑环最终只能在,O,2,的,D,点下方来回晃动，即到达,D,点速度为零，,由能量守恒得：,解得滑环克服摩擦力做功所通过的路程,s,=78m,分析可得乙,滑环,3次通过CD段，路程为18m，,所以甲,滑环,的路程为60m,题目,第2页,PR1EQABDCFv0O2O1R2（3）由题意可知得：,17,20、(16分)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一质量为2,m,的滑块,C,与轻质弹簧的一端相连，弹簧的另一端固定在竖直的墙,M,上，弹簧处于原长时，滑块,C,在,P,点处；在水平轨道上方,O,处，用长为,L,的细线悬挂一质量为,m,的小球,B,，,B,球恰好与水平轨道相切于,D,点，并可绕,D,点在竖直平面内摆动,质量为,m,的滑块,A,由圆弧轨道上静止释放，进入水平轨道与小球,B,发生碰撞，,A,、,B,碰撞前后速度发生交换,P,点左方的轨道光滑、右方粗糙，滑块,A、C,与,PM,段的动摩擦因数均为,=1/3，其余各处的摩擦不计，,A、B、C,均可视为质点，重力加速度为,g,20、(16分)如图所示的轨道由位于竖直平面的圆弧轨,18,(1)若滑块,A,能以与球,B,碰前瞬间相同的速度与滑块,C,相碰，,A,至少要从距水平轨道多高的地方开始释放?,(2),在,(1),中算出的最小值高度处由静止释放,A,，经一段时间,A,与,C,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,L,/3,，求弹簧的最大弹性势能.,C,A,B,P,M,D,O,L,(1)要使滑块,A,能以与,B,碰前瞬间相同的速度与,C,碰撞，必须使小球,B,受,A,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,A,，使,A,继续向右运动。,设,A,从距水平面高为,H,的地方释放, 与,B,碰前的速度为,v,0,对,A,，由机械能守恒得：,向心力,解：,(1)若滑块A能以与球B碰前瞬间相同的速度与滑块C相碰，A至,19,设小球,B,通过最高点的速度为,v,B,，则它通过最高点的条件是：,小球,B,从最低点到最高点机械能守恒：,联立、得：,题目,设小球B通过最高点的速度为vB，则它通过最高点的条件是： ,20,(2)从这个高度下滑的,A,与,碰撞前瞬间速度,设,A,与,C,碰后瞬间的共同速度为,v,，由动量守恒：,mv,0,(,m,2,m,),v,A、C,一起压缩弹簧，由能量守恒定律。有：,由、式得：,题目,第2页,(2)从这个高度下滑的A与碰撞前瞬间速度 设A与,21,2,T,4,T,T,3,T,5,T,6,T,E,t,E,0,0,(b),19、（16分）如图（a）所示，在光滑绝缘水平面的,AB,区域内存在水平向右的电场，电场强度,E,随时间的变化如图（b）所示不带电的绝缘小球,P,2,静止在,O,点,t,0时，带正电的小球,P,1,以速度,v,0,从,A,点进入,AB,区域, 随后与,P,2,发生正碰后反弹，反弹速度,大小是碰前的 倍，,P,1,的质量为,m,1,，带电量为,q,，,P,2,的质量,m,2,5,m,1,A,、,O,间距为,L,0,O,、,B,间距,已知,求碰撞后小球,P,1,向左运,动的最大距离及所需时间；,讨论两球能否在,OB,区间,内再次发生碰撞,L,L,0,E,A,O,B,P,1,P,2,v,0,（a）,2T4TT3T5T6TEtE00(b)19、（16分）如图（,22,解：,(1),P,1,经,t,1,时间与,P,2,碰撞，则,P,1,、,P,2,碰撞，设碰后,P,2,速度为,v,2,，由动量守恒：,解得,（水平向左）,（水平向右）,碰撞后小球,P,1,向左运动的最大距离 ：,又,解得,所需时间,解：(1)P1经t1时间与P2碰撞，则 P,23,（2）设,P,1,、,P,2,碰撞后又经,t,时间在,OB,区间内再次发生碰撞，且,P,1,受电场力不变，,L,L,0,E,A,O,B,P,1,P,2,v,0,（a）,由运动学公式，以水平向右为正：,则：,解得：,（故,P,1,受电场力不变）,对,P,2,分析：,所以假设成立，两球能在,OB,区间内再次发生碰撞。,题目,（2）设P1、P2碰撞后又经t时间在OB区间内再次发生碰撞,24,