人教版高三物理总复习优质课件-碰撞与动量守恒-第二节-碰撞-反冲和爆炸

物理,第,2,节碰撞反冲和爆炸,第2节碰撞反冲和爆炸,积累必备知识,提升关键能力,积累必备知识提升关键能力,积累必备知识,一、弹性碰撞和非弹性碰撞,碰撞,(1),定义,:,相对运动的物体相遇时,在极短的时间内它们的运动状态发生显著变化,这个过程就可称为碰撞。,(2),特点,:,作用时间极短,内力,(,相互作用力,),远,外力,总动量守恒。,(3),碰撞分类,弹性碰撞,:,碰撞过程中机械能,。,非弹性碰撞,:,碰撞过程中机械能,。,完全非弹性碰撞,:,碰撞后合为一体,机械能损失,。,大于,教材梳理,守恒,不守恒,最大,积累必备知识一、弹性碰撞和非弹性碰撞大于教材梳理守恒不守恒最,二、反冲和爆炸,1.,反冲,(1),定义,:,当物体的一部分以一定的速度离开物体时,剩余部分将获得一个反向冲量,这种现象叫反冲运动。,(2),特点,:,系统内各物体间的相互作用的内力,系统受到的外力。实例,:,发射炮弹、发射火箭等。,(3),规律,:,遵循动量守恒定律。,2.,爆炸问题,爆炸与碰撞类似,物体间的相互作用时间很短,作用力很大,且,系统所受的外力,所以系统动量,如爆竹爆炸等。,远大于,远大于,守恒,二、反冲和爆炸远大于远大于守恒,三、人船模型,1.,模型介绍,:,两个原来静止的物体发生相互作用时,若所受外力的矢量和为零,则动量守恒。在相互作用的过程中,任一时刻两物体的速度大小之比等于,的反比,这样的问题即为“人船模型”问题。,质量,2.,模型特点,(1),两物体满足动量守恒定律,:m,1,v,1,-m,2,v,2,=0,。,快,慢,右,质量,三、人船模型质量2.模型特点快慢右质量,3.m,1,x,1,=-m,2,x,2,的适用条件,(1),系统的总动量守恒或,的动量守恒。,(2),构成系统的两物体原来,因相互作用而反向运动。,(3)x,1,、,x,2,均为沿动量方向相对于同一,的位移。,某一方向上,静止,参考系,3.m1x1=-m2x2的适用条件某一方向上静止参考系,情境探究,1.,如图所示,5,个小球并排放置在光滑的水平面上,其中,B,、,C,、,D,、,E,这,4,个小球质量相等,而,F,的质量小于,B,的质量,A,的质量等于,F,的质量。,A,以速度,v,0,向右运动,所发生的碰撞均为弹性碰撞,碰撞之后几个小球静止,几个小球运动,?,答案,:,因,M,A,M,F,则,E,、,F,都向右运动,即,3,个小球静止,3,个小球运动。,情境探究1.如图所示,5个小球并排放置在光滑的水平面上,其中,2.,有一个质量为,3m,的爆竹斜向上抛出,到达最高点时速度大小为,v,0,、方向水平向右,在最高点爆炸成质量不等的两块,其中一块质量为,2m,速度大小为,v,方向水平向右,则另一块的速度大小是多少,?,答案,:,3v,0,-2v,。在最高点水平方向上动量守恒,由动量守恒定律可知,3mv,0,=,2mv+mv,解得另一块的速度为,v,=3v,0,-2v,。,2.有一个质量为3m的爆竹斜向上抛出,到达最高点时速度大小为,3.,如图所示小船静止于水面上,站在船尾上的人不断将物块抛向船头的船舱内,将一定质量的物块抛完后,小船的速度和位移是怎样的,?,答案,:,小船静止,船向右发生一定的位移。人、船、物块构成的系统水平方向上动量守恒,据“人船模型”,物块动船动,物块停船静止,;,物块对地发生向左的位移,则人、船的位移向右。,3.如图所示小船静止于水面上,站在船尾上的人不断将物块抛向船,提升关键能力,考点一弹性碰撞与非弹性碰撞,1.,碰撞遵循的三条原则,(1),动量守恒定律,:m,1,v,1,+m,2,v,2,=m,1,v,1,+m,2,v,2,(3),速度要合理,:,如果碰前两物体同向运动,则后面的物体速度必大于前面物体的速度,即,v,后,v,前,否则无法实现碰撞。碰撞后,原来在前面的物体的速度一定增大,且原来在前面的物体速度大于或等于原来在后面的物体的速度,即,v,前,v,后,否则碰撞没有结束。如果碰前两物体相向运动,则碰后两物体的运动方向不可能都不改变,除非两物体碰撞后速度均为零。,提升关键能力考点一弹性碰撞与非弹性碰撞1.碰撞遵循的三条原,人教版高三物理总复习优质课件-碰撞与动量守恒-第二节-碰撞-反冲和爆炸,若,m,1,m,2,则,v,1,0,v,2,0(,碰后,两物体沿同一方向运动,);,若,m,1,m,2,则,v,1,v,1,v,2,2v,1,;,若,m,1,m,2,则,v,1,0(,碰后,两物体沿相反方向运动,);,若,m,1,m,2,则,v,1,-v,1,v,2,0,。,若m1m2,则v10,v20(碰后,两物体沿同一,人教版高三物理总复习优质课件-碰撞与动量守恒-第二节-碰撞-反冲和爆炸,例题,如图所示,水平地面上有两个静止的物块,A,和,B,A,、,B,的质量分别为,m,1,=2 kg,m,2,=1 kg,它们与地面间的动摩擦因数均为,=0.5,。现对物块,A,施加一大小,I=40 Ns,水平向右的瞬时冲量,使物块,A,获得一个初速度,t=1 s,后与物块,B,发生弹性碰撞,且碰撞时间很短,A,、,B,两物块均可视为质点,重力加速度,g=10 m/s,2,。,例题 如图所示,水平地面上有两个静止的物块A和B,A、B,(1),求,A,与,B,碰撞前瞬间,物块,A,的速度大小,;,解析,:,(1),设物块,A,获得的初速度为,v,0,则,I=m,1,v,0,A,与,B,碰撞前的运动过程有,v,1,=v,0,-at,其中,a=,g,解得,A,与,B,碰撞前瞬间,物块,A,的速度大小为,v,1,=15 m/s,。,答案,:,(1)15 m/s,(1)求A与B碰撞前瞬间,物块A的速度大小;解析:(1)设物,(2),若物块,B,的正前方,20 m,处有一危险区域,请通过计算判断碰撞后物块,A,、,B,是否会到达危险区域。,答案,:,(2),见解析,(2)若物块B的正前方20 m处有一危险区域,请通过计算判断,能力演练,1,甲、乙两球在水平光滑轨道上向同方向运动,已知它们的动量分别是,p,1,=5 kgm/s,p,2,=7 kgm/s,甲从后面追上乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为,10 kgm/s,则两球质量,m,1,与,m,2,间的关系可能是,(,),A.m,1,=m,2,B.2m,1,=m,2,C.4m,1,=m,2,D.6m,1,=m,2,C,能力演练1 甲、乙两球在水平光滑轨道上向同方向运动,已知,人教版高三物理总复习优质课件-碰撞与动量守恒-第二节-碰撞-反冲和爆炸,能力演练,2,甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动,甲追上乙,并与乙发生碰撞,碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为,1 kg,则碰撞过程两物块损失的机械能为,(,),A.3 J B.4 J C.5 J D.6 J,A,能力演练2 甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动,人教版高三物理总复习优质课件-碰撞与动量守恒-第二节-碰撞-反冲和爆炸,考点二反冲与爆炸类问题,1,.(,反冲类问题,),某中学航天兴趣小组的同学将静置在地面上的质量为,M(,含水,),的自制“水火箭”释放升空,在极短的时间内,质量为,m,的水以相对地面为,v,0,的速度竖直向下喷出。已知重力加速度为,g,空气阻力不计,下列说法正确的是,(,),多维训练,D,考点二反冲与爆炸类问题1.(反冲类问题)某中学航天兴趣小组,人教版高三物理总复习优质课件-碰撞与动量守恒-第二节-碰撞-反冲和爆炸,2,.(,爆炸类问题,),如图所示,质量为,m,的炮弹运动到水平地面,O,点正上方时速度沿水平方向,离地面高度为,h,炮弹动能为,E,此时发生爆炸,炮弹炸为质量相等的两部分,两部分的动能之和为,2E,速度方向仍沿水平方向,爆炸时间极短,重力加速度为,g,不计空气阻力和火药的质量,求炮弹的两部分落地点之间的距离。,2.(爆炸类问题)如图所示,质量为m的炮弹运动到水平地面O点,人教版高三物理总复习优质课件-碰撞与动量守恒-第二节-碰撞-反冲和爆炸,(1),反冲运动的三点说明,作用,原理,反冲运动是系统内物体之间的作用力和反作用力产生的效果,动量,守恒,反冲运动中系统不受外力或内力远大于外力,所以反冲运动遵循动量守恒定律,机械能,增加,反冲运动中,由于有其他形式的能转化为机械能,所以系统的总机械能增加,练后总结,(1)反冲运动的三点说明作用反冲运动是系统内物体之间的作用力,(2),爆炸现象的三个规律,动量守恒,爆炸物体间的相互作用力远远大于受到的外力,所以在爆炸过程中,系统的总动量守恒,动能,增加,在爆炸过程中,有其他形式的能量,(,如化学能,),转化为动能,位置,不变,爆炸的时间极短,因而作用过程中物体产生的位移很小,可以认为爆炸后各部分仍然从爆炸前的位置以新的动量开始运动,(2)爆炸现象的三个规律动量守恒爆炸物体间的相互作用力远远大,考点三人船模型,考点三人船模型,2.,模型特征,(1),开始整个系统处于静止状态。,(2),系统不受外力,仅在内力作用下各自向相反方向做变速运动。,(3),“人船模型”的迁移,类人船模型,(,瞬时过程,):,如爆炸、发射炮弹和火箭、射击子弹、喷出气体或液体、跳车、扔出物体、推出物体、原子核衰变等。,3.,物理规律,动量规律,:,系统总动量为零,;,系统或系统在某方向上动量守恒。,涉及速度,:m,1,v,1,-m,2,v,2,=0(v,1,、,v,2,为速度大小,),。,涉及位移,:m,1,x,1,=-m,2,x,2,。,2.模型特征,B,B,人教版高三物理总复习优质课件-碰撞与动量守恒-第二节-碰撞-反冲和爆炸,能力演练,1,(,多选,),如图所示,绳长为,l,小球质量为,m,小车质量为,M,将小球向右拉至水平后放手,则,(,水平面光滑,)(,),BD,能力演练1(多选)如图所示,绳长为l,小球质量为m,小,人教版高三物理总复习优质课件-碰撞与动量守恒-第二节-碰撞-反冲和爆炸,能力演练,2,如图所示,一个质量为,m=50 kg,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,M=20 kg,当静止时人离地面的高度为,h=5 m,长绳的下端刚好和地面接触。如果这个人开始沿绳向下滑,当他滑到绳下端时,他离地高度约是,(,可以把人看做质点,)(,),A.5 m B.3.6 m C.2.6 m D.8 m,B,能力演练2 如图所示,一个质量为m=50 kg的人抓在一,人教版高三物理总复习优质课件-碰撞与动量守恒-第二节-碰撞-反冲和爆炸,人教版高三物理总复习优质课件-碰撞与动量守恒-第二节-碰撞-反冲和爆炸,