反冲爆炸模型及其拓展（学生版）-2024年高考物理二轮热点模型

反冲将炸模翌及其拓展

国显

一.爆炸问题

—.反冲运动

三.人船模型问题

模型讲解

一.爆炸问题

i.爆炸现象的特点

爆炸过程中内力远大于外力，爆炸的各部分组成的系统总动量守恒。

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

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

位置不变

前的位置以新的动量开始运动

二.反冲运动

1.反冲运动的特点

物体在内力作用下分裂为两个不同部分，并且这两部分向相反方向运动的现象。反冲运动中，相互作用

力一般较大,通常可以用动量守恒定律来处理。

2.对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

三.人船模型问题

1.人船模型问题

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质量的反比。这样的问题即为“人船模型”问题。

2.人船模型的特点

（1）两物体满足动量守恒定律：m1VLm2初=Oo

（2）运动特点：人动船动,人静船静，人快船快,人慢船慢,人左船右；人船位移比等于它们质量的反比;人船

平均速度（瞬时速度）比等于它们质量的反比，即生=色=%。

力202恒1

⑶应用生=%=%时要注意：g、纥和咏g一般都是相对地面而言的。

62"11

案例剖析

血11（2024上•全国•高三专题练习）20必年10月10日，据黎巴嫩媒体报道，以色列军队在黎巴嫩南部领土使用

国际法禁止的白磷弹。假设一质量为m的白磷弹竖直向上运动到最高点时，爆炸成两部分，爆炸后瞬时

质量为机1部分的动能为瓦1，爆炸时间极短可不计,不计爆炸过程中的质量损失，则该白磷弹爆炸后瞬时

的总动能为（）

A馆1及1口2TnEkimEklmEkl

m—m!m—mim—rrii2（m—mJ

网］2（2023•济南高三调研）一火箭喷气发动机每次喷出质量馆=200g的气体，气体离开发动机喷出时的速

度n=l000m/so设火箭（包括燃料）质量300kg,发动机每秒喷气20次。

（1）当发动机第三次喷出气体后，火箭的速度为多大？

（2）运动第1s末,火箭的速度为多大？

吼3（2023•广州高三检测）如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平桌面上，小车的上表面是半径为R

的光滑半圆形轨道。小车两侧距离桌面边缘的水平距离均为R。质量为小的小球从小车上半圆形轨道

右侧的最高点由静止释放，已知”＞小。下列说法正确的是（）

A.小球由静止释放后，小球的机械能守恒

B.小球由静止释放后,小球和小车组成的系统的动量守恒

C.小球到达圆弧轨道左侧最高处时，小车的速度为零

D.小车的左边外侧始终不会伸出桌面左边缘，小车的右边外侧会伸出桌面右边缘

综合应用|

!■

颔目1（2023上•江苏扬州•高三扬州中学校考阶段练习）图所示，质量为小、带有光滑半圆形轨道的小车静

止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R。现将质量也为m的小球从A点正上方R处由静止释

放，然后由人点进入半圆形轨道后从B点冲出，已知重力加速度为g,不计空气阻力，下列说法正确的是

A.小球运动到最低点的速度大小为2•B.小球离开小车后做斜上抛运动

C.小球离开小车后上升的高度小于RD.小车向左运动的最大距离为R

题目,（2023上•黑龙江哈尔滨•高三哈九中校考阶段练习）如图所示，质量分别为小、2巾的两个小球A、B

用长为L的轻质细绳连接，B球穿在光滑水平细杆上,初始时刻,细绳处于水平状态，将A、B由静止释放,

空气阻力不计。从释放到A球运动到最低点的过程中，下列说法正确的是（）

B

0

1L示

A.组成的系统动量守恒B.A球运动到最低点时，B球向右运动距离为华

C.A球运动到最低点时B球的速度为、呼D.A球机械能减小了51gL

Vo4

建目司（2024•全国•高三专题练习）如图所示,质量为3kg的光滑轨道静置于足够大的光滑水平地面上，光滑

轨道的BC部分为半径为R的四分之一圆弧，CD部分水平。质量为1kg的小球（可视为质点）从圆弧轨道

顶端B正上方的A点由静止自由落下，与圆弧相切于B点并从5点进入圆弧。已知AB=CD=R=

0.3m,取重力加速度大小g=10m/s2,下列说法正确的是（）

A.轨道对小球做正功B.轨道的最大速度为3m/s

C.轨道对地面的最大压力为70ND.两者分离时轨道移动了0.15m

:题目⑷（2023•湖南•校联考模拟预测）如图,棱长为a、大小形状相同的立方体木块和铁块，质量为机的木块

在上、质量为加■的铁块在下，正对用极短细绳连结悬浮在在平静的池中某处，木块上表面距离水面的竖直

距离为鼠当细绳断裂后，木块与铁块均在竖直方向上运动，木块刚浮出水面时，铁块恰好同时到达池底。

仅考虑浮力,不计其他阻力，则池深为（）

h:

A.———hB.中（无+2a）C.中（无+2a）D,号为+2a

M

面目回（2023•山东•济南一中统考二模）在空间技术发展过程中，喷气背包曾经作为宇航员舱外活动的主要

动力装置,它能让宇航员保持较高的机动性。如图所示,宇航员在距离空间站舱门为d的位置与空间站保

持相对静止，启动喷气背包,压缩气体通过横截面积为S的喷口以速度仍持续喷出，宇航员到达舱门时的

速度为。2。若宇航员连同整套舱外太空服的质量为“，不计喷出气体后宇航员和装备质量的变化,忽略宇

航员的速度对喷气速度的影响以及喷气过程中压缩气体密度的变化，则喷出压缩气体的密度为（）

M也

---------7

2sd褶

题目回（2024•全国•高三专题练习）质量为叫的小车放在光滑的水平面上，小车上固定一竖直轻杆,轻杆上

端的。点系一长为L的细线，细线另一端系一质量为小1的小球，如图所示，将小球向右拉至细线与竖直方

向成60°角后由静止释放，下列说法正确的是（

B.小球不能向左摆到原高度

C.小车向右移动的最大距离为倔％LmigL

D.小球运动到最低点时的速度大小为

7721+m2

题目叵］（2023•全国•高三专题练习）如图所示，半径分别为3R和五的两光滑半圆轨道安置在同一竖直平面

内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上有一轻弹簧被a、b两小球夹住，同时释放

两小球，a、b球恰好均能通过各自半圆轨道的最高点，已知a球的质量为小。则（）

A.b球质量为卓山

B.两小球与弹簧分离时，动能相等

C.若ma=mb=m要求a、b都能通过各自的最高点，弹簧释放前至少具有的弹性势能为Ep=15mgR

D.a球到达圆心等高处时，对轨道压力为9mg

题目叵〕（多选）（2023•云南•校联考模拟预测）如图所示，小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的

四分之一光滑圆弧轨道，从B到小车右端挡板平滑连接一段光滑水平轨道,在右端固定一轻弹簧,弹簧处

于自由状态，自由端在。点。一质量为小、可视为质点的滑块从圆弧轨道的最高点A由静止滑下,而后滑

入水平轨道，小车质量是滑块质量的2倍,重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A.滑块到达B点时的速度大小为J硒

B.弹簧获得的最大弹性势能为

C.滑块从人点运动到B点的过程中，小车运动的位移大小为

D.滑块第一次从A点运动到B点时,小车对滑块的支持力大小为4mg

［题目|9〕（多选）（2023•宁夏银川•银〃I一中校考二模）如图所示，质量均为m=2kg的木块A和B,并排放在光

滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的。点系一长为I=0.5m的细线,细线另一端系一质量为

1kg的球C。现将。球拉起使细线水平伸直,并由静止释放。球,重力加速度为9=lOm/s?。从开始释放

。到A、B两木块恰好分离的过程，下列说法正确的是（）

A.两物块人和B分离时，的速度大小均为，

B.两物块A和B分离时，。的速度大小为2嚣m/s

C.。球由静止释放到最低点的过程中，木块移动的距离为0.1m

D.。球由静止释放到最低点，人对B的弹力的冲量大小为4Ukg・m/s

题目Qo（多选）（2023•江西上饶•统考二模）如图所示，一辆质量河=3kg的小车A静止在光滑的水平面上,

A上有一质量m=1kg的光滑小球B,将一左端固定于A上的轻质弹簧压缩并锁定,此时弹簧的弹性势能

Ep=6J,B马A右壁距离为L解除锁定，B脱离弹簧后与A右壁碰撞并被粘住,下列说法正确的是

（）

/

"IB,*-----------*T

AhrowrQ

'C）.........................'

////?/////////////////////////////

A.B脱离弹簧时，A的速度大小为Im/s

B.B和A右壁碰撞并被粘住的过程中，A右壁对B的冲量大小为3N-s

C.整个过程B移动的距离为0.25Z

D.B碰到A右壁前瞬间，人与B的动量相同

题目口1（多选）（2023上•湖北十堰•高三校联考期中）如图所示,在光滑水平面上,有质量分别为2m和m的

A、B两滑块，它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧，由于被一根细绳拉着而处于静止状态。当剪断

细绳，在两滑块脱离弹簧之后，下列说法正确的是（）

B

/////////////////////////////

A.两滑块的动能之比及A：%B=1：2B.两滑块的动量大小之比加如=2：1

C.弹簧对两滑块的冲量之比〃4=1：1D.弹簧对两滑块做功之比叱！:皿=1:1

:题目52（2023上•广东东莞•高三东莞高级中学校考阶段练习）如图，质量均为小的木块4和B,并排放在光

滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的。点系一长为，的细线，细线另一端系一质量也为小的球

Co现将。球拉起使细线水平伸直,并由静止释放。球。运动过程中轻杆一直保持竖直,重力加速度为g,

求：

（1）。第一次运动到最低点时。的速度大小；

（2）此后。向左运动时能达到的最大高度。

题目QJ（2024•四川成都•校考一模）如图，ABC静置于水平面上，之间放有少量炸药，极短时间内爆炸

产生60J的能量中有90%转化为两物体的动能。已知771/=2kg,mB—1kg,mc—3kg；A与地面之间

的动摩擦因数0.05,A与石之间的动摩擦因数〃B=0.5,A与C之间的动摩擦因数〃0.4oA板足够

长，重力加速度g取lOm/s?。求：

（1）爆炸后瞬间4、B、。的加速度大小；

（2）爆炸后瞬间B、C的速度大小；

（3）爆炸后到力板向右运动到最远的过程中，4与地面之间因为摩擦而产生的热量；

炸药

O

BC

A

痼目■1（2023上•海南省直辖县级单位•高三校考阶段练习）如图所示，甲、乙两个小滑块（均可视为质点）紧

紧靠在一起放置在粗糙水平面上，甲的右侧固定着一块弹性挡板，挡板与甲相距L=1小。甲和乙之间有少

许火药，某时刻点燃火药，且爆炸时间极短,火药释放的化学能有E化=L0J转变为甲和乙的动能。己知甲、

乙的质量分别为mi=0.1kg和m2=0.4kg,甲、乙与水平面间的动摩擦因数均为〃=0.2,甲与挡板碰撞后能

够按原速率反弹，重力加速度g取lOm/s?。求：

（1）点燃火药后瞬间，小滑块甲、乙各自获得的速度大小；

（2）小滑块乙第一次停止运动时，小滑块甲、乙之间的距离；

（3）通过计算说明小滑块甲追上小滑块乙发生弹性碰撞后，甲能否再次与挡板碰撞？

题目Qjl（2023上•上海浦东新•高三校考期中）质量为小的烟花弹竖直上升到最高处时爆炸成两部分，两部

分质量之比为1：2,最高处距离地面为八,两部分炸片沿着相反方向水平飞出，落到水平地面后相距为"设

空气阻力不计，则烟花弹爆炸使炸片增加的机械能为多少？质量小的那部分落地动能为多少？（答案保留

9）

题月国（2024•全国•高三专题练习）如图所示，水平地面上静止放置着紧靠在一起的物体A和B,两物体可

视为质点且质量均为1kg,物体A与左侧地面间的动摩擦因数为0.3,物体B右侧光滑。两物体间夹有炸

药,爆炸后两物体沿水平方向左右分离,分离瞬间物体A的速度大小为3m/s，重力加速度g取lOm/sz,不计

空气阻力。求：

（1）4、口两物体分离瞬间获得的总能量；

（2）4、B两物体分离3s后两者之间的距离。

AB

题目工（2023上•山西运城•高三统考期中）如图所示,质量为1kg的小圆环A套在足够长的光滑固定水平

杆上,杆距离地面的高度为Imo质量为4kg的小球B通过长度为1m的轻绳与A连接，初始时轻绳处于水

平伸直状态，均静止，某时刻释放球3,B到达最低点时轻绳恰好断裂，之后5在光滑水平地面上向

左运动，与一向右运动的小球。发生弹性正碰，碰后C的速度大小是B速度大小的2倍，已知球C的质量

为2kg,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力，所有小球均可视为质点,求：

（1）轻绳断裂时，A、B各自的速度大小；

（2）轻绳断裂时，人距出发点多远；

（3）碰撞前球。的速度。

A

-9=^B

题目国1（2023•河南•校联考模拟预测）如图，质量为2的小车静止在光滑水平面上，小车段是半径为A

的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是长为L的粗糙水平轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块从

小车上的A点由静止开始沿轨道下滑，然后滑入BC轨道，最后从。点滑出小车。已知滑块质量小=学,

滑块与轨道口。间的动摩擦因数为n,重力加速度为g。

（1）若固定小车，求