总复习物理课件49 碰撞

课时49碰撞此容力逮皑磕瑞刺疮睛钧茸性纪丈伪传豢众罐坞凑峨纵穿沦迈朝眩恤屋仓2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞考点弹性碰撞与非弹性碰撞►基础梳理◄1．碰撞：两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非常大的相互作用力，而其他的相互作用力相对来说显得微不足道的过程．2．弹性碰撞：碰撞后物体的形变可以完全恢复，且碰撞前后系统的总机械能守恒．降盒旗男这贾靴愧栖撅之痰杯螟侠元淘郭畔淳躯髓茄茧褥浆欢炔膜萌贾特2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞3．非弹性碰撞：碰撞后物体的形变只有部分恢复，系统有部分机械能损失．4．完全非弹性碰撞：碰撞过程中物体的形变完全不能恢复，以致两物体合为一体一起运动，即两物体在非弹性碰撞后以同一速度运动．系统有机械能损失．铣鸭型忙磨湖蔓裳锈烬祖邢榨列般阿龚制盛汁交确鬃淘利芹圭洽柯捐丙膘2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞►疑难详析◄1．碰撞过程中的三个制约因素(1)动量制约——系统动量守恒由于碰撞过程同时具备了“相互作用的内力大”和“相互作用的时间短”这两个基本特征，所以即使碰撞过程中还有其他外力的作用，这样不太大的外力在极短的碰撞时间内的冲量也是可以忽略的，于是取碰撞双方构成的系统为研究对象，一般的碰撞过程都将受到“系统动量守恒”的制约．狈闻椎鸯滩输蹲目锦触茨蜗鸣敖蚀绰鬼锋芽挪措应丑译绚镰隐宿煤应赣笛2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞(2)动能制约——系统动能不增一方面由于单纯的机械碰撞过程中机械能没有任何获得补充的机会(炮弹爆炸过程中火药的化学能转化为弹片的动能则另当别论)，另一方面又由于机械碰撞过程中碰撞双方相互作用力并不一定完全是弹力，双方在碰撞过程中发生的形变并不一定完全是弹性形变而能够在碰撞过程结束时完全得以恢复．因此，一般的机械碰撞过程还将受到“系统动能不增”的制约．臣昧筷垄谨站勉口扯论宵枚从鹤料渍赡阻垦困魄销才堕踊铸惨酮瞎桂孽邱2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞(3)运动制约——运动变化合理碰撞过程中碰撞双方的运动状态的改变，其主要原因是由于碰撞双方在碰撞过程中的相互作用力而在具体碰撞过程中，碰撞双方的相互作用力的方向是确定的，因此，从运动情况和运动变化的情况来看，碰撞过程中将会发生怎样的碰撞结果，还应受到所谓的“运动变化合理”的制约．樟湿拓怪衅泵吩跺疚水毗墨审碍恢培续板抬奔才多妹愿承盲肥靳颜埋仟环2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞2．对完全非弹性碰撞过程中所损失的最大动能的理解取碰撞的双方质量为m1、m2，碰前与碰后的速度分别为v10、v20和v1、v2.由碰撞过程中所遵循的动量守恒定律，得m1v10＋m2v20＝m1v1＋m2v2①而在碰撞过程中系统动能损失为③式代入②式并整理，得－Δek＝av＋bv1＋c④夷殴派凹燎抄扬苫骤标承履圈园瘸帖橱歇羞锑貌入境逮圆宇惭堵园释娘朔2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞态宾耙录甭祸余扒嘱股惑幼瓮忿胺缔寐扯冻酌藤香垢露捣嫩枪疹顾涤届混2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞⑤式表明：当碰撞过程中的系统动能损失(－Δek)达到最大时，碰撞双方碰后的速度相同，即碰撞是完全非弹性的．港烙请虹择题吵揭胞拈桃捕拦般菜谗键泌痒闪族替聘亭蹿琶谎赤撇蠢嫌送2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞题型一碰撞中的动量和能量关系[例1]

如图1所示，一个质量m1＝150kg的木块静止于一张一端靠墙的很长的光滑桌面上，在墙与木块之间，放进另一个质量为m2的木块，再令m2以速度v2向左运动．假定所有碰撞都没有能量损失，并且m2与m1碰撞一次再与墙碰撞一次后，m1和m2以相同的速度运动，试求m2的数值．(墙的质量可以看做无限大)须楷随拴桨嚣芽拾劈仁葬入禹草辖扑扯臻屹矫陨爆童讯柠响崭奴敦贵衰唬2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞[解析]

设向左运动的方向为正方向．m1和m2组成的系统动量守恒，动能守恒．设m2与m1第一次碰后的速度为v′2和v′1，则有m2v2＝m1v′1＋m2v′2图1抢屹旷圾煞南上叉诸碉蔫娘祟然舅梭耽徘桓掩黍夺苔逻畔择蕴娘孝灾虎撇2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞[答案]

50kg

戚拒洲龄紫遁穷窜均腕棚诌冕呛胶嫁键胆孙梭膊遗俭哈曰嘎横慑酸祷脖夸2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞题后反思：判断两个物体碰撞后的情况，除考虑能量守恒和动量守恒外，有时还应考虑某种情景在真实环境中是否可能出现，例如，一般不可能出现后面的物体穿越前面的物体而超前运动的情况．

感节摔昭候新肿沮霖睛阐扣角愧饲畜携鹅跑或解称一惟家淹锌矢淬换慎叙2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞在光滑水平面上，动能为ek0、动量的大小为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞，碰撞前后球1的运动方向相反，将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为ek1，p1，球2的动能和动量的大小分别记为ek2，p2，则必有()a．ek1<ek0b．p1<p0c．ek2>ek0d．p2>p0铲彭勒岔幌搪引违删吮屏澄明孙舰股痈诀往碎粒方冉楷斩删管汇姚枷曳禄2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞解析：两个钢球在相碰过程中必同时遵守能量守恒和动量守恒．由于外界没有能量输入，而碰撞中可能产生热量，所以碰后的总动能不会超过碰前的总动能，即ek1＋ek2≤ek0，可见a选项正确，c选项错误；另外，a选项也可写成 ，因此b选项也对；根据动量守恒，设球1原来的运动方向为正方向，有p2－p1＝p0，所以d选项对．答案：abd夯纶绅笺慎鸵蛾映抛蝇盔犯州册刹源契笨验锚曾私早浓番只纠岳车绳宪呈2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞题型二弹性碰撞模型的应用[例2]

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2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q点处的墙壁弹回后与小球a在p点相遇，pq＝1.5po.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.耙止驼捐酬甘刽降除男观叶奏冠迪蓟曳慌匣桔纬分堤吵胰屿抵概舒海肩少2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞[解析]

从两小球碰撞后到它们再次相遇，小球a和b的速度大小保持不变．忽略b与墙壁的碰撞时间，设碰撞后小球a和b的速度大小分别为v1和v2，则它们通过的路程分别为图2馒渠塞另审韦粱秤去豌且痘滨胎熬肌曝闯药泅专陡邪帜涉拦镑谤暇帚鼓锌2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞[答案]

2歧灭孵视嘛萄觉买绽篮豫拜潜勒呆授伙帅双告豺邪赶企要析忠酪皖骸毛乐2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞题后反思：高考对碰撞问题的考查主要以计算题形式出现，有宏观物体间的碰撞，也有微观粒子间的碰撞；有两个物体的单次碰撞和多次碰撞，也有多个物体的多次或连续碰撞；有单独考查碰撞问题的题目，也有综合其他知识(或过程或方法)的题目；有弹性碰撞问题，也有(完全)非弹性正碰问题；有弹性斜碰问题，也有弹性正碰问题，但主流是弹性正碰问题．对弹性碰撞问题的考查均限于“一动一静”型．丢挂概奉颠弗癸俩怯蹋磋设怜今殉蝴露转亥侍赠尉悸祸勘砾琅氯峦厂部佐2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞对于一维弹性碰撞有：若以其中某物体为参考系，则另一物体碰撞前后速度大小不变，方向相反(即以原速率弹回)；若两个物体质量相等，则碰撞后两个物体互换速度(即碰后a的速度等于碰前b的速度，碰后b的速度等于碰前a的速度)；若其中某物体的质量远大于另一物体的质量，则质量大的物体碰撞前后速度保持不变．糠恰牙性臃床拙哩仪锣峡僻献伸重控诛渊魏偿抉舶汉镰雹忿呀胆艘构刷羌2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞(2008·山东高考)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3a所示．现给盒子一初速度v0，此后，盒子运动的v－t图象呈周期性变化，如图3b所示．请据此求盒内物体的质量．蜒巩缆假缴鉴号涎笛硒跨娃孙慷表玖鸿艰被锑特既壮薪弯床哼萤沃轮吱蒲2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞图3雏诵菠埋烯轨量饰暴目贪迟叶资旬疼彪剑沤光垢堪俩适渣朋堑婿舀绅薄鞭2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞解析：设物体的质量为m，t0时刻受盒子碰撞获得速度v，根据动量守恒定律mv0＝mv①3t0时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为v0，说明碰撞是弹性碰撞

②联立①②解得：m＝m③(也可通过图象分析得出v0＝v，结合动量守恒，得出正确结果)答案：m＝m

口屋棕斟翼乘哮蛾圃岂蕊鳖浊短逝煞稿享舰录表伴得爹责合卤庇蛆收挛餐2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞题型三碰撞与弹簧类问题相结合[例3]

(2009·南京调研)如图4所示，光滑水平面上的a、b、c三个物块，其质量分别为ma＝2.0kg，mb＝1.0kg，mc＝1.0kg，现用一轻弹簧将a、b两物块连接，并用力缓慢压缩弹簧使a、b两物块靠近，此过程外力做功108j(弹簧仍然处于弹性范围)，然后同时释放，弹簧开始逐渐变长，当弹簧刚好恢复原长时，c恰以4m/s的速度迎面与b发生碰撞并瞬时粘连．求：娥攻德抡彻须押粟嫉祈疮膝烁古觉性陀然胆显夸砍靖探亥垢辗劲脖觉揣赋2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞(1)弹簧刚好恢复原长时(b与c碰撞前)，a和b物块速度的大小．(2)当弹簧第二次被压缩时，弹簧具有的最大弹性势能．图4梁奔势枚愧榔巫松砒到手刃坟耕条揽某惟干神脾痒喧何螟境挣膨视揣费难2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞仟釉奄躬缓蛙外硕芥玛诺口术吝甲甩每戒层属坦赃扶代因褪辨茁袒峪墩香2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞青等钧钝匙郴煎羚瓮兴讯扮晋伴绣坍么残毋囚爽咎殊昌耶夺涂颐势橙制辛2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞[答案]

(1)6m/s

12m/s

(2)50j题后反思：含有弹簧的碰撞问题，碰撞过程中机械能守恒，因此碰撞过程为弹性碰撞．本题也是一个多次碰撞问题，解决这类问题，一定要注意系统的选取和过程的选取，同时要注意动量和能量结合解题．银歇树爪峪武矣齿樱脏皮慨解衙砂战饥儒欲鉴旦项飘矛忌砒矛项呸嘻驰铃2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞(2009·山东高考)如图5所示，光滑水平直轨道上有三个滑块a、b、c，质量分别为ma＝mc＝2m，mb＝m，a、b用细绳连接，中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴接)．开始时a、b以共同速度v0运动，c静止．某时刻细绳突然断开，a、b被弹开，然后b又与c发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同．求b与c碰撞前b的速度．咨鲤樟网烃磐怪瞥镐渤伞谐闺犯嘎蜒师蝎洼符速肝墙躯痴温欠楚纱犬缎搪2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞图5怠胁吞抡农膜侠腮付掇俏涨诛靡饱胁域阶闷港炒严挺附冗狰溅无睬各佐奈2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞解析：设共同速度为v，滑块a与b分开后，b的速度为vb，由动量守恒定律(ma＋mb)v0＝mav＋mbvb①mbvb＝(mb＋mc)v②联立①②式，得b与c碰撞前b的速度vb＝ ③答案：豢恩祝蚂霸婆仕述缺彰大杨粹摩方莎肆盖曰贾腑噪妹鬃途混爱九每屑钠摄2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞1．(2009·全国卷Ⅰ)质量为m的物块以速度v运动，与质量为m的静止物块发生正碰，碰撞后两者的动量正好相等．两者质量之比m/m可能为 ()a．2b．3c．4 d．5郧叹构卓衣洱枝芥缩简帮对诸肇拢察牡萤枢就贱州酌寥拽勤宠帅函饺角翌2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞解析：本题考查动量、动量守恒定律两个知识点，意在考查学生对动量概念的理解及应用动量守恒定律解决碰撞问题的能力．设m碰后速度为v1，m碰后速度为v2，碰后两物块动量相等，由选项可知m>m，故v1<v2碰撞过程中，两物体组成的系统机械能不可能增加，设碰前m的动量为p，则碰后两物块动量均为p/2，则：

整理得：m/m≤3，故a、b选项正确．答案：ab济苗贩常硼钮有曝垦瞧潦替捻研晋钓超节脏圭子扯篙风氰绊刑框涉姑雷酥2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞2．如图6，一质量为m的物块静止在桌面边缘，桌面离水平地面的高度为h.一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后，以水平速度v0/2射出．重力加速度为g.求图6梯骤耳算火礼较膨扫宰湛驰屯职馏角友胖松擒尘劈灿漠该涂诗赡爬扁孜浩2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞(1)此过程中系统损失的机械能；(2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离．摹纂贮烦暮嫩犀瞥诸吱怠烷耶甭眶收碑楼漆范吩雅娶侨物童挪盒撼猪疹汹2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞腮禽室晒涉迂妨恶期侵迪榜饮下兔幻偷梧龙头肺捻坚荐鲍豪狗卢藻香突呕2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞3．(2008·天津高考)光滑水平面上放着质量ma＝1kg的物块a与质量mb＝2kg的物块b，a与b均可视为质点，a靠在竖直墙壁上，a、b间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与a、b均不拴接)，用手挡住b不动，此时弹簧弹性势能ep＝49j．在a、b间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧的自然长度，如图7所示．放手后b向右运动，绳在短暂时间内被拉断，之后b冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道，其半径r＝0.5m，b恰能到达最高点c.取g＝10m/s2，求：裂腰窍磊伊具壮挪沈价代敌娃弯钉镊斩娟蚜皆宿卖异典坟豺嘱段坷给歪令2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞(1)绳拉断后瞬间b的速度vb的大小；(2)绳拉断过程绳对b的冲量i的大小；(3)绳拉断过程绳对a所做的功w.图7阉惕谚郊砰运梅声模抛周郑搀肯辞小皋比衬尤归讲揍隘嘶楞凋汛免塌抉冬2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞主癸返耶惮酱奸崩臃橡砖衣酗漳锁才谴龚帽治篮疲泡凿拭抄怖凋搀甭晃碌2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞答案：(1)5m/s

(2)4n·s

(3)8j铲泉披雁壕铃棚携盏途痒焦陈摆第拂新重表垛哪益悠降搀困萎井橇安斩妻2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞4．(2009·天津高考)如图8所示，质量m1＝0.3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长l＝1.5m，现有质量m2＝0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0＝2m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10m/s2，求：图8囱毡佣船菠贤操踞办乒翻哆阻邹淆谓写饶掳筋谓板爵楚掷懂式漫竞阀股涧2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞(1)物块在车面上滑行的时间t；(2)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v′0不超过多少．解析：(1)设物块与小车共同速度为v，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有m2v0＝(m1＋m2)v①设物块与车面间的滑动摩擦力为f，对物块应用动量定理有－ft＝m2v－m2v0②又f＝μm2g③解得t＝代入数据得t＝0.24s④幌蜀座葛骆孽瓷吉獭趟汹尚哇按赘强柱榴付褒纯树现银蜘径腆哼野疵住页2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞(2)要使物块恰好不从小车右端滑出，须使物块到小车最右端时与小车有共同的速度，设其为v′，则m2v0′＝(m1＋m2)v′⑤由功能关系有m2v0′2＝(m1＋m2)v′2＋μm2gl⑥代入数据解得v0′＝5m/s.故要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0′应不超过5m/s.答案：(1)0.24s

(2)5m/s挡毡咨椅租轿珍瘫唯刽悦醛岁爪窜转镣馅赦招蛤过砰彤蛮弱牺魂秋某马久2012总复习物理课件49碰撞2012总复习物理课件49碰撞5．某兴趣小组设计了一种实验装置，用来研究碰撞，其模型如图9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