2019-2020年高三物理 一轮复习动量能量1导学案.doc

班级： 组别： 姓名： 组内评价： 教师评价： （等第）2019-2020年高三物理 一轮复习动量能量1导学案【学习目标】掌握碰撞模型特征，并能进行正确应用。【重点难点】碰撞模型的应用 【自主学习】教师评价： （等第）1碰撞是指运动的物体相遇时，在极短的时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程.2碰撞是物体之间突然发生的现象，由于作用时间极短，相互作用力远远大于外力，因此碰撞时系统的 守恒.3两物体相碰撞通常有以下三种情形：两物体碰撞后合为一个整体，以某一共同速度运动，称为完全非弹性碰撞，此类碰撞中动能损失 ，即动能转化为其他形式能的值最多.两物体碰撞后，动能无损失，称为完全弹性碰撞， 当两相等质量的物体发生弹性碰撞时，由上式可知，其速度 ，这是一个很有用的结论.4、判断碰撞结果的三大原则动量守恒，即P1+P2= P1+P2 动能不增加,即Ek1+Ek2Ek1+Ek2或 速度要符合情景：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.自主测评：1质量分别为m1和m2的两个小球在光滑的水平面上分别以速度v1、v2同向运动并发生对心碰撞，碰后m2被右侧的墙原速弹回，又与m1相碰，碰后两球都静止。求：两球第一次碰后m1球的速度大小。2 质量为4kg的物体A静止在水平桌面上，另一质量为2kg的物体B以5m/s的水平速度与A相撞，碰撞后B以1m/s的速度反向弹回，求相撞过程中A、B组成的系统损失的机械能。3甲球与乙球相碰，甲球的速度减少5m/s，乙球的速度增加了3m/s，则甲、乙两球质量之比m甲m乙是（ ）A 21 B 35 C 53 D 124、A、B两球在光滑水平面上沿一直线向同一方向运动，A球的动量为5kgms，B球的动量为7kgms,当A球追上B球发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能为( )ABC D5、在光滑水平面上，动能为E0、动量的大小为po的小钢球1和静止小钢球2发生碰撞，碰撞前后球l的运动方向相反将碰撞后球l的动能和动量的大小分别记为E1、p1，球2的动能和动量的大小分别记为E2、p2，则必有（ ）A；B；CD6 带有光滑圆弧的轨道、质量为M的滑车静止于光滑的水平面上，如图所示。一个质量为m的小球以速度水平冲向滑车，当小球在返回并脱离滑车时，下列说法可能正确的是（ ） A. 小球一定沿水平方向向左平抛运动 B. 小球可能沿水平方向向右平抛运动 C. 小球可能做自由落体运动 D. 小球可能做水平向右运动。 。 。 。 。 。 。 。 0 10 20 30 40 50 60 70x/cmAAAABB7.A、B两滑块在一水平直气垫导轨上相碰，用频闪照相机在t0 = 0，t1 = t，t2 = 2t，t3 = 3t各时刻闪光四次，摄得如图所示照片，其中B像有重叠，mB = mA，由此可判断：（ ）A、 碰前B静止，碰撞发生在60cm处，t = 2.5t时刻；B、 碰后B静止，碰撞发生在60cm处，t = 0.5t时刻；C、 碰前B静止，碰撞发生在60cm处，t = 0.5t时刻；D、 碰后B静止，碰撞发生在60cm处，t = 2.5t时刻。8.如图所示,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mB=2mA,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/s,则 （ ）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1109.下雪天,卡车在笔直的高速公路上匀速行驶.司机突然发现前方停着一辆故障车,他将刹车踩到底,车轮被抱死,但卡车仍向前滑行,并撞上故障车,且推着它共同滑行了一段距离l后停下.事故发生后,经测量,卡车刹车时与故障车距离为L,撞车后共同滑行的距离l=L.假定两车轮胎与雪地之间的动摩擦因数相同.已知卡车质量M为故障车质量m的4倍.(1)设卡车与故障车相撞前的速度为v1,两车相撞后的速度变为v2,求；(2)卡车司机至少在距故障车多远处采取同样的紧急刹车措施,事故才能免于发生.10.在光滑的水平面上，质量为m1的小球A以速率v0向右运动。在小球的前方O点处有一质量为m2的小球B处于静止状态，如图所示。小球A与小球B发生正碰后小球A、B均向右运动。小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇，PQ1.5PO。假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的，求两小球质量之比m1/m2。二、我的疑问：三、【合作探究】1.（09全国卷）质量为M的物块以速度V运动，与质量为m的静止物块发生正撞，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量之比M/m可能为 ( ) A.2 B.3 C.4 D. 52.（广东卷）如图所示，水平地面上静止放置着物块B和C，相距=1.0m 。物块A以速度=10m/s沿水平方向与B正碰。碰撞后A和B牢固地粘在一起向右运动，并再与C发生正碰，碰后瞬间C的速度=2.0m/s 。已知A和B的质量均为m，C的质量为A质量的k倍，物块与地面的动摩擦因数=0.45.（设碰撞时间很短，g取10m/s2）（1）计算与C碰撞前瞬间AB的速度；（2）根据AB与C的碰撞过程分析k的取值范围，并讨论与C碰撞后AB的可能运动方向。 四【课堂检测】1.质量相等的甲乙两球在光滑水平面上沿同一直线运动。甲以7 kgm/s的动量追上前方以5 kgm/s的动量同向运动的乙球发生正碰，则碰后甲乙两球动量不可能的是 ( )A6.5 kgm/s， 5.5 kgm/s B6 kgm/s， 6 kgm/s Bm1m2AC5.5 kgm/s， 6.5 kgm/s D4 kgm/s， 8 kgm/s 2.下面是一个物理演示实验，它显示：右图中自由下落的物体A和B经反弹后，B能上升到比初始位置高得多的地方A是某种材料做成的实心球，质量m10.28kg，在其顶部的凹坑中插着质量m2.10kg的木棍BB只是松松地插在凹坑中，其下端与坑底之间有小空隙。将此装置从A下端离地板的高度H1.25m处由静止释放。实验中，A触地后在极短时间内反弹，且其速度大小不变；接着木棍B脱离球A开始上升，而球A恰好停留在地板上，求木棍B上升的高度3.如图所示,在一光滑的水平面上有两块相同的木板B和C.重物A（视为质点）位于B的右端,A、B、C的质量相等.现A和B以同一速度滑向静止的C,B与C发生正碰.碰后B和C粘在一起运动，A在C上滑行,A与C有摩擦力.已知A滑到C的右端而未掉下.试问：B、C发生正碰到A刚移动到C右端期间,C所走过的距离是C板长度的多少倍？ 4. xx全国卷小球A和B的质量分别为mA 和 mB 且mAmB 在某高度处将A和B先后从静止释放。小球A与水平地面碰撞后向上弹回，在释放处的下方与释放出距离为H的地方恰好与正在下落的小球B发生正幢，设所有碰撞都是弹性的，碰撞事件极短。求小球A、B碰撞后B上升的最大高度。5.（重庆卷）图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料ER流体，它对滑块的阻力可调.起初，滑块静止,ER流体对其阻力为0，弹簧的长度为L，现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下，与滑块碰撞后粘在一起向下运动.为保证滑块做匀减速运动，且下移距离为时速度减为0，ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变.试求（忽略空气阻力）: (1)下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能；(2)滑块向下运动过程中加速度的大小；(3)滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小.6.（07全国卷）用放射源钋的射线轰击铍时,能发射出一种穿透力极强的中性射线,这就是所谓铍“辐射”.1932年,查德威克用铍“辐射”分别照射(轰击)氢和氮(它们可视为处于静止状态),测得照射后沿铍“辐射”方向高速运动的氢核和氮核的速度之比为7.0.查德威克假设铍“辐射”是由一种质量不为零的中性粒子构成的,从而通过上述实验在历史上首次发现了中子.假定铍“辐射”中的中性粒子与氢或氮发生弹性正碰,试在不考虑相对论效应的条件下计算构成铍“辐射”的中性粒子的质量.(质量用原子质量单位u表示,1 u等于一个12C原子质量的十二分之一.取氢核和氮核的质量分别为1.0 u和14 u.)【学习日记】教师评价： （等第）9.（04全国卷25）柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等若干部件组成，气缸与活塞间有柴油与空气的混合物.在重锤与桩碰撞的过程中，通过压缩使混合物燃烧，产生高温高压气体，从而使桩向下运动，锤向上运动.现把柴油打桩机和打桩过程简化如下：柴油打桩机重锤的质量为m，锤在桩帽以上高度为h处（如图甲所示）从静止开始沿竖直轨道自由落下，打在质量为M（包括桩帽）的钢筋混凝土桩子上.同时，柴油燃烧，产生猛烈推力，锤和桩分离，这一过程的时间极短.随后，桩在泥土中向下移动一距离l.已知锤反跳后到达最高点时，锤与已停下的桩帽之间的距离也为h（如图乙所示）.已知m=1.0103 kg,M=2.0103 kg,h=2.0 m,l=0.20 m,重力加速度g取10 m/s2,混合物的质量不计.设桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力F是恒力，求此力的大小.答案 2.1100 N解析 锤自由下落，碰桩前速度v1向下v 1=碰后，已知锤上升高度为（h-l），故刚碰后向上的速度为v2=设碰后桩的速度为v，方向向下，由动量守恒定律得mv1=Mv-mv2 桩下降的过程中，根据功能关系Mv2+Mgl=Fl由式得F=Mg+ ()2h-l+2代入数值，得F=2.1105 N答案 1.2 u解析 设构成铍“辐射”的中性粒子的质量和速度分别为m和v,氢核的质量为mH.构成铍“辐射”的中性粒子与氢核发生弹性正碰,碰后两粒子的速度分别为v和vH.由动量守恒与能量守恒定律得:mv=mv+mHvHmv2=mv2+mHvH2 解得vH=同理,对于质量为mN的氮核,其碰后速度为vN=由式可得m=根据题意可知vH=7.0vN将上式与题给数据代入式得m=1.2 u7.（07重庆理综25）某兴趣小组设计了一种实验装置,用来研究碰撞问题,其模型如右图所示.用完全相同的轻绳将N个大小相同、质量不等的小球并列悬挂于一水平杆,球间有微小间隔,从左到右,球的编号依次为1、2、3.N,球的质量依次递减,每个球的质量与其相邻左球质量之比为k(k1).将1号球向左拉起,然后由静止释放,使其与2号球碰撞,2号球再与3号球碰撞所有碰撞皆为无机械能损失的正碰.(不计空气阻力,忽略绳的伸长,g取10 m/s2)(1)设与n+1号球碰撞前,n号球的速度为vn,求n+1号球碰撞后的速度.(2)若N=5,在1号球向左拉高h的情况下,要使5号球碰撞后升高16h(16h小于绳长),问k值为多少？(3)在第(2)问的条件下,悬挂哪个球的绳最容易断,为什么？答案 (1) (2)0.414 (3)悬挂1号球的绳最容易断,原因见解解析 (1)设n号球质量为mn,n+1号球质量为mn+1,碰撞后的速度分别为v n、vn+1,取水平向右为正方向,据题意有n号球与n+1号球碰撞前的速度分别为vn、0,且mn+1=kmn根据动量守恒定律,有mnvn=mnvnn+kmnv n+1 根据机械能守恒定律,有mnvn2=mnv n2+kmnv n+12 由得v n+1=(v n+1=0舍去)设n+1号球与n+2号球碰前的速度为vn+1据题意有vn+1=v n+1得vn+1=v n+1= (2)设1号球摆至最低点时的速度为v1,由机械能守恒定律有m1gh=m1v12 解得v1=同理可求5号球碰后瞬间的速度v5=由式得vn+1=nv1N=n+1=5时,v5=（）4v1由三式得k=-10.414(k=-1舍去)(3)设绳长为l,每个球在最低点时,细绳对球的拉力为F,由牛顿第二定律有F-mng=mn则F=mng+mn=mng+2=mng+Ekn 式中Ekn为n号球在最低点的动能由题意可知1号球的重力最大,又由机械能守恒定律可知1号球在最低点碰前的动能也最大,根据式可判断在1号球碰撞前瞬间悬挂1号球细绳的张力最大,故悬挂1号球的绳最容易断.解析：（1）设物体下落末速度为v0，由机械能守恒定律得设碰后共同速度为v1，由动量守恒定律2mv1=mv0得碰撞过程中系统损失的机械能力(2)设加速度大小为a,有 得（3）设弹簧弹力为FN，ER流体对滑块的阻力为FER受力分析如图所示FS=kxx=d+mg/k答案 倍 解析 设A、B、C的质量均为m.碰撞前,A与B的共同速度为v0,碰撞后B与C的共同速度为v1。对B、C,由动量守恒定律得 mv0=2mv1 设A滑至C的右端时,三者的共同速度为v2.对A、B、C,由动量守恒定律得 2mv0=3mv1 设A与C的动摩擦因数为,从发生碰撞到A移至C的右端时C所走过的距离为S.对B、C由功能关系（2m）gs=(2m)v22-(2m)v12mg(s+l)= mv02-mv22由以上各式解得=2.（05北京春招24）下雪天,卡车在笔直的高速公路上匀速行驶.司机突然发现前方停着一辆故障车,他将刹车踩到底,车轮被抱死,但卡车仍向前滑行,并撞上故障车,且推着它共同滑行了一段距离l后停下.事故发生后,经测量,卡车刹车时与故障车距离为L,撞车后共同滑行的距离l=L.假定两车轮胎与雪地之间的动摩擦因数相同.已知卡车质量M为故障车质量m的4倍.(1)设卡车与故障车相撞前的速度为v1,两车相撞后的速度变为v2,求；(2)卡车司机至少在距故障车多远处采取同样的紧急刹车措施,事故才能免于发生.答案 (1) (2) L解析 (1)由碰撞过程动量守恒知Mv1=(M+m)v2TH则(2)设卡车刹车前速度为v0,轮胎与雪地之间的动摩擦因数为,两车相撞前卡车动能变化Mv02-Mv12=MgL 碰撞后两车共同向前滑动到最后静止,动能变化(M+m)v22-0=(M+m)gl由式得v02-v12=2gL由式得v22=2gl又因l=L,得v02=3gL如果卡车滑到故障车前刚好停止,由Mv02-0=MgL故L=L这意味着卡车司机在距故障车至少L处紧急刹车,事故就能够免于发生.3x0。x0AOm8、（1997年高考）质量为m的钢板直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上。平衡时，弹簧的压缩量为x0。如图所示。一物块从钢板正上方距离为3x0的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连。它们到达最低点后又向上运动。已知物块质量也为m时，它们恰能回到o点，若物体质量为2m，仍从A处自由落下，则物块钢板回到o点时，还具有向上的速度。求物块向上运动到达的最高点与o点的距离。【解析】设AB碰撞后的速度为v1,AB碰撞过程由动量守恒定律得 设与C碰撞前瞬间AB的速度为v2，由动能定理得 联立以上各式解得若AB与C发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得 代入数据解得 此时AB的运动方向与C相同若AB与C发生弹性碰撞，由动量守恒和能量守恒得 联立以上两式解得代入数据解得 此时AB的运动方向与C相反若AB与C发生碰撞后AB的速度为0，由动量守恒定律得代入数据解得总上所述得 当时，AB的运动方向与C相同 当时，AB的速度为0 当时，AB的运动方向与C相反【解析】若碰撞前B静止，则VB0=0，则t0，t1，t2时刻B都处在60cm处，所以碰撞只能发生在x=60cm处，碰撞时t= 2.5t，碰撞后B的速度；碰撞前A的速度，碰撞后碰撞前系统动量为：，碰撞后系统动量为：，满足动量守恒定律；碰撞前系统动能为：，碰撞后系统动能为：，显然碰撞后系统的动能增加，不符合能量守恒定律所以碰撞前B不可能静止，即AC二选项错误若碰撞后B静止，则VBt=0，则t1，t2，t3时刻B都处在60cm处，所以碰撞只能发生在x=60cm处，碰撞时t= 0.5t，碰撞前B的速度；碰撞后A的速度，碰撞前A的速度碰撞前系统动量为：，碰撞后系统动量为：，满足动量守恒定律；碰撞前系统动能为：，碰撞后系统动能为：，显然碰撞后系统的动能减少，符合能量守恒定律综上所述，只有选项B正确