高考物理模型全歸納第43講碰撞類問(wèn)題的定性判斷與定量計(jì)算-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

高考物理全歸納——模型專題在高中物理教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)、理解和建立“物理模型”，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的有效途徑。一、什么是物理模型自然界中事物與事物之間總是存在著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，并都處在不斷的變化之中。面對(duì)復(fù)雜多變的自然界，進(jìn)行科學(xué)研究時(shí)，總是遵循這樣一條重要的原則，即從簡(jiǎn)到繁，先易后難，循序漸進(jìn)，逐次深入。物理模型有三個(gè)類型：（1）物理研究對(duì)象的理想化（對(duì)象模型）；（2）物理?xiàng)l件的理想化（條件模型）；（3）物理過(guò)程的理想化（過(guò)程模型）二、為什么要建立物理模型1、幫助學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法 2、落實(shí)“過(guò)程與方法”的教學(xué)目標(biāo)3、提高學(xué)生解決問(wèn)題能力三、如何幫助學(xué)生的建立物理模型（一）提高認(rèn)識(shí)，重視過(guò)程：對(duì)研究對(duì)象建立理想的物理模型和在研究物理過(guò)程中選擇最簡(jiǎn)單的物理模型，在教學(xué)中是經(jīng)常涉及到的，但學(xué)生總不能從中得到啟示。（二）概括總結(jié)，觸類旁通：新課程提出高中階段應(yīng)給學(xué)生更多的空間，讓學(xué)生較獨(dú)立地進(jìn)行科學(xué)探究，培養(yǎng)學(xué)生的自主探究、自主學(xué)習(xí)、自已解決問(wèn)題的能力。第43講碰撞類問(wèn)題的定性判斷與定量計(jì)算1．（2020?新課標(biāo)Ⅲ）甲、乙兩個(gè)物塊在光滑水平桌面上沿同一直線運(yùn)動(dòng)，甲追上乙，并與乙發(fā)生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度隨時(shí)間的變化如圖中實(shí)線所示。已知甲的質(zhì)量為1kg，則碰撞過(guò)程兩物塊損失的機(jī)械能為（　　）A．3J B．4J C．5J D．6J2．（2022?甲卷）利用圖示的實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)碰撞過(guò)程進(jìn)行研究。讓質(zhì)量為m1的滑塊A與質(zhì)量為m2的靜止滑塊B在水平氣墊導(dǎo)軌上發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，比較碰撞后A和B的速度大小v1和v2，進(jìn)而分析碰撞過(guò)程是否為彈性碰撞。完成下列填空：（1）調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平。（2）測(cè)得兩滑塊的質(zhì)量分別為0.510kg和0.304kg。要使碰撞后兩滑塊運(yùn)動(dòng)方向相反，應(yīng)選取質(zhì)量為　　kg的滑塊作為A。（3）調(diào)節(jié)B的位置，使得A與B接觸時(shí)，A的左端到左邊擋板的距離s1與B的右端到右邊擋板的距離s2相等。（4）使A以一定的初速度沿氣墊導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，并與B碰撞，分別用傳感器記錄A和B從碰撞時(shí)刻開(kāi)始到各自撞到擋板所用的時(shí)間t1和t2。（5）將B放回到碰撞前的位置，改變A的初速度大小，重復(fù)步驟（4）。多次測(cè)量的結(jié)果如表所示。 12345t1/s0.490.671.011.221.39
t2/s0.150.210.330.400.46k0.31k20.330.330.33（6）表中的k2＝　　（保留2位有效數(shù)字）。（7）的平均值為　　（保留2位有效數(shù)字）。（8）理論研究表明，對(duì)本實(shí)驗(yàn)的碰撞過(guò)程，是否為彈性碰撞可由判斷。若兩滑塊的碰撞為彈性碰撞，則的理論表達(dá)式為　　（用m1和m2表示），本實(shí)驗(yàn)中其值為　　（保留2位有效數(shù)字）；若該值與（7）中結(jié)果間的差別在允許范圍內(nèi)，則可認(rèn)為滑塊A與滑塊B在導(dǎo)軌上的碰撞為彈性碰撞。一.知識(shí)回顧1.碰撞類別（1）彈性碰撞：系統(tǒng)在碰撞前后動(dòng)能不變的碰撞。（2）非彈性碰撞：系統(tǒng)在碰撞后動(dòng)能減少的碰撞。（3）對(duì)比分析動(dòng)量是否守恒機(jī)械能是否守恒彈性碰撞守恒守恒非彈性碰撞守恒有損失完全非彈性碰撞守恒損失最大 2.碰撞遵循的三條原則(1)動(dòng)量守恒定律。(2)動(dòng)能不增加Ek1＋Ek2≥Ek1′＋Ek2′或＋≥＋(3)速度要合理①同向碰撞：碰撞前，后面的物體速度大；碰撞后，若物體速度仍同向，則前面的物體速度大(或相等)。②相向碰撞：碰撞后兩物體的運(yùn)動(dòng)方向不可能都不改變。3．彈性碰撞討論(1)碰后速度的求解
根據(jù)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律解得v1′＝v2′＝(2)分析討論當(dāng)碰前兩物體的速度不為零時(shí)，若m1＝m2，則v1′＝v2，v2′＝v1，即兩物體交換速度。當(dāng)碰前物體2的速度為零時(shí)：v1′＝v1，v2′＝v1，①m1＝m2時(shí)，v1′＝0，v2′＝v1，碰撞后兩物體交換速度。②m1>m2時(shí)，v1′>0，v2′>0，碰撞后兩物體沿相同方向運(yùn)動(dòng)。③m1<m2時(shí)，v1′<0，v2′>0，碰撞后質(zhì)量小的物體被反彈回來(lái)。4.碰撞問(wèn)題解題策略(1)抓住碰撞的特點(diǎn)和不同種類碰撞滿足的條件，列出相應(yīng)方程求解。(2)可熟記一些公式，例如“一動(dòng)一靜”模型中，兩物體發(fā)生彈性正碰后的速度滿足：v1＝v0、v2＝v0。(3)熟記彈性正碰的一些結(jié)論，例如，當(dāng)兩物體質(zhì)量相等時(shí)，兩物體碰撞后交換速度；當(dāng)m1?m2，且v20＝0時(shí)，碰后質(zhì)量大的物體速度v0不變，質(zhì)量小的物體速度為2v0；當(dāng)m1?m2，且v20＝0時(shí)，碰后質(zhì)量大的物體速度不變(仍靜止)，質(zhì)量小的物體原速率反彈。二.例題精析題型一：碰撞中的臨界問(wèn)題例1．如圖所示，在光滑水平面的左側(cè)固定一豎直擋板.A球在水平面上靜止放置，B球向左運(yùn)動(dòng)與A球發(fā)生正碰，B球碰撞前、后的速率之比為3：1。A球垂直撞向擋板，碰后原速率返回。兩球剛好不發(fā)生第二次碰撞，則A、B兩球的質(zhì)量比為（　?。?/span>A．1：2 B．2：1 C．1：4 D．4：1題型二：對(duì)多種可能分類討論例2．如圖所示，小球A、B均靜止在光滑水平面上?，F(xiàn)給A球一個(gè)向右的初速度，之后與B
球發(fā)生對(duì)心碰撞。下列關(guān)于碰后情況，說(shuō)法正確的是（　?。?/span>A．碰后小球A、B一定共速 B．若A、B球發(fā)生完全非彈性碰撞，A球質(zhì)量等于B球質(zhì)量，A球?qū)㈧o止 C．若A、B球發(fā)生彈性碰撞，A球質(zhì)量小于B球質(zhì)量，無(wú)論A球初速度大小是多少，A球都將反彈 D．若A、B球發(fā)生彈性碰撞，A球質(zhì)量足夠大，B球質(zhì)量足夠小，則碰后B球的速度可以是A球的3倍三.舉一反三，鞏固練習(xí)如圖所示，光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同一直線上運(yùn)動(dòng)。兩球質(zhì)量關(guān)系為mB＝2mA，規(guī)定向右為正方向，A、B兩球的動(dòng)量均為10kg?m/s，運(yùn)動(dòng)中兩球發(fā)生碰撞，碰撞后A球的動(dòng)量為6kg?m/s，則（　?。?/span>A．左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為2：5 B．左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為6：7 C．右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為2：5 D．右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為6：7（多選）向空中發(fā)射一枚炮彈，不計(jì)空氣阻力，當(dāng)此炮彈的速度恰好沿水平方向時(shí)，炮彈炸裂成a、b兩塊，若質(zhì)量較大的a的速度方向仍沿原來(lái)的方向，則（　　）A．b的速度方向一定與原來(lái)速度方向相反 B．從炸裂到落地的這段時(shí)間內(nèi)，a飛行的水平距離一定比b的大 C．a、b一定同時(shí)到達(dá)水平地面 D．在炸裂過(guò)程中，a、b受到的爆炸力的大小一定相等在光滑的水平面上，質(zhì)量為m1的小球A以速度v0向右運(yùn)動(dòng)。在小球A的前方O點(diǎn)有一質(zhì)量為m2的小球B處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示。小球A與小球B發(fā)生正碰后小球A、B均向右運(yùn)動(dòng)。小球B被在Q點(diǎn)處的墻壁彈回后與小球A在P點(diǎn)相遇，PQ＝1.5PO．假設(shè)小球間的碰撞及小球與墻壁之間的碰撞都是彈性碰撞，求兩小球質(zhì)量之比。
甲、乙兩鐵球質(zhì)量分別是m1＝1kg、m2＝2kg，在光滑平面上沿同一直線運(yùn)動(dòng)，速度分別是v1＝6m/s、v2＝2m/s。甲追上乙發(fā)生正碰后兩物體的速度有可能是（　?。?/span>A．v1′＝7m/s，v2′＝1.5m/s B．v1′＝2m/s，v2′＝4m/s C．v1′＝3.5m/s，v2′＝3m/s D．v1′＝8m/s，v2′＝1m/s三個(gè)相同的木塊A，B，C從同一高度自由下落，其中，木塊A在開(kāi)始下落的瞬間被水平飛行的子彈擊中，木塊B在下列到一半高度時(shí)被水平飛來(lái)的子彈擊中，子彈均留在木塊中，則三木塊下落的時(shí)間tA，tB，tC的大小關(guān)系是（　?。?/span>A．tA＝tB＝tC B．tA＝tC＜tB C．tA＝tB＞tC D．tA＞tB＞tC一質(zhì)量為m＝5kg的木板放在傾角θ＝37°的光滑斜面上，并在外力作用下保持著靜止?fàn)顟B(tài)。木板左端距斜面底端的距離為s＝10.25m，斜面底端固定著一彈性薄擋板，與之相碰的物體會(huì)以原速率彈回。若t＝0時(shí)刻，一質(zhì)量M＝2m的小物塊從距離木板左端l＝54m處，以沿木板向上的初速度v0＝4m/s滑上木板，并對(duì)小物塊施加沿斜面向上的外力F0＝80N（該力在1s時(shí)變?yōu)?/span>F0），如圖所示，與此同時(shí)撤去作用在木板上的外力。當(dāng)木板第一次與彈性薄擋板相碰時(shí)，撤去施加在小物塊上的外力。已知木板與物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，小物塊可以看作質(zhì)點(diǎn)，且整個(gè)過(guò)程中小物塊不會(huì)從木板右端滑出，取g＝10m/s2。求：（1）0至t0＝1s時(shí)間內(nèi)，小物塊和木板的加速度的大小和方向；（2）木板第一次與擋板碰撞時(shí)的速度的大小；（3）小物塊從木板左端滑出之前木板與擋板碰撞的次數(shù)，及滑出瞬間小物塊與擋板間的距離。A、B兩球沿一直線運(yùn)動(dòng)并發(fā)生正碰，如圖所示為兩球碰撞前后的位移﹣時(shí)間圖象，a、b分別為A、B兩球碰前的位移﹣時(shí)間圖象，c為碰撞后兩球共同運(yùn)動(dòng)的位移﹣時(shí)間圖象，若A球質(zhì)量mA＝2kg，則由圖象判斷下列結(jié)論錯(cuò)誤的是（　?。?/span>
A．A、B碰撞前的總動(dòng)量為kg?m/s B．碰撞時(shí)A對(duì)B所施沖量為﹣4N?s C．碰撞前后A的動(dòng)量變化為4kg?m/s D．碰撞中A、B兩球組成的系統(tǒng)損失的動(dòng)能為10J如圖所示，甲木塊的質(zhì)量為m1，以速度v沿光滑水平地面向前運(yùn)動(dòng)，正前方有一靜止的、質(zhì)量為m2的乙木塊，乙上連有一輕質(zhì)彈簧。甲木塊與彈簧接觸后（　?。?/span>A．甲木塊的動(dòng)量守恒 B．乙木塊的動(dòng)量守恒 C．甲、乙兩木塊所組成的系統(tǒng)的動(dòng)量守恒 D．甲、乙兩木塊所組成系統(tǒng)的動(dòng)能守恒如圖所示，A、B是兩個(gè)完全相同的小球，用較長(zhǎng)的細(xì)線將它們懸掛起來(lái)，調(diào)整細(xì)線的長(zhǎng)度和懸點(diǎn)的位置，使兩個(gè)小球靜止時(shí)重心在同一水平線上，且恰好沒(méi)有接觸?，F(xiàn)將小球A拉起至細(xì)線與豎直方向夾角為θ＝60°的位置，使其由靜止釋放，小球A運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)與靜止的小球B相碰，碰后兩球粘在一起運(yùn)動(dòng)。已知細(xì)線的長(zhǎng)度為L，每個(gè)小球的質(zhì)量均為m，重力加速度為g，忽略小球半徑和空氣阻力，求：（1）A球運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)的速度大小v；（2）碰后兩球能夠上升的最大高度△h；（3）碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能△E。

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