【物理】2018届一轮复习沪教版碰撞动量和能量学案

【物理】2018届一轮复习沪教版碰撞动量和能量学案

碰撞；动量和能量 ‎__________________________________________________________________________________‎ ‎__________________________________________________________________________________‎ ‎1.理解常见的碰撞模型。 ‎ ‎2.学会用动量守恒能量守恒解决相关问题。 ‎ ‎1．碰撞 ‎（1）碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力很大的现象．‎ ‎（2）在碰撞现象中，一般都满足内力远大于外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒；‎ ‎（3）根据碰撞过程中系统总动能的变化情况，可将碰撞分为几类：‎ ‎ ①弹性碰撞：总动能没有损失或总动能损失很小，可以忽略不计，此碰撞称为弹性碰撞．可使用动量守恒定律和机械能守恒定律帮助计算. 如：‎ 若一个运动的球与一个静止的球碰撞，则 根据动量守恒定律：‎ 根据机械能守恒定律：‎ 得到：，‎ ‎ ②一般碰撞：碰撞结束后，动能有部分损失.‎ ‎ ③完全非弹性碰撞：两物体碰后粘合在一起，这种碰撞损失动能最多．‎ ‎（4）判断碰撞过程是否存在的依据 ‎①动量守恒 ‎②机械能不增加（动能不增加）：或 ‎ ③速度要合理：碰前两物体同向，则，并且碰撞后，原来在前的物体速度一定增大，并有；两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变.（为在后方的物体速度，为在前方的物体速度）‎ ‎（5）常见模型 ‎ ①“速度交换”模型：质量相同的两球发生弹性正碰．若，，则有．‎ ‎ ②“完全非弹性碰撞”模型：两球正碰后粘在一起运动．若，，则有，动能损失最大，．‎ ‎ ③“弹性碰撞”模型：若，则有，．‎ ‎2．反冲 ‎（1）指在系统内力作用下，系统内一部分物体向某方向发生动量变化时，系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象．‎ ‎（2）在反冲现象中系统的动量是守恒的．‎ ‎ ①质量为的物体以对地速度抛出其本身的一部分，若该部分质量为，则剩余部分对地反冲速度为：．‎ ‎ ②反冲运动中的已知条件常常是物体的相对速度，在应用动量守恒定律时，应将相对速度转换为绝对速度（一般为对地速度）．‎ ‎（3）反冲现象中往往伴随有能量的变化.‎ ‎3．爆炸 ‎（1）爆炸过程中，内力远远大于外力，动量守恒.‎ ‎（2）在爆炸过程中，有其它形式的能转化为机械能.‎ ‎4. 人船模型 ‎（1）移动距离问题分析 ‎ ①若一个原来静止的系统的一部分发生运动，则根据动量守恒定律可知，另一部分将向相反方向运动.‎ ‎，则 经过时间的积累，运动的两部分经过了一段距离，同样的，有.‎ ‎ ②当符合动量守恒定律的条件，而仅涉及位移而不涉及速度时，通常可用平均动量求解．解此类题通常要画出反映位移关系的草图．‎ ‎（2）人船模型中，人的位移与船的位移分别为 ‎，，其中是人和船的相对位移.‎ 类型一：碰撞后的动量 例1．A、B两小球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动，A球的动量为‎5 kg·m/s，B球的动量是‎7 kg·m/s，当A球追上B球发生碰撞，　则碰撞后A、B两球动量的可能值为： （ ）　　‎ ‎ A. pA′＝‎6 kg·m/s pB′＝‎6 kg·m/s ‎ ‎ B. pA′＝‎3 kg·m/s pB′＝‎9kg·m/s ‎ C．pA′＝－‎2 kg·m/s pB′＝‎14 kg·m/s 　‎ ‎ D．pA′＝－‎5 kg·m/s pB′＝‎17kg·m 解析：由于Ａ追上Ｂ发生碰撞，所以可知vA＞vB且碰后　vB′＞vB vB′≥vＡ，即pB′＞pB，故可排除选项Ａ。从动量守恒来看，ＢＣＤ选项都满足pA＋pB＝pA′＋pＢ′，再从总动能不可能增加来看，因为vB′＞vB即　所以，即vA′２mB，速度分别为vA、vB，当它们以大小相等的动量做方向相反的相互碰撞后，下列哪种情况是可能的( )‎ ‎ A.两物体都沿vA方向运动 ‎ B.两物体都沿vB方向运动 ‎ C.一个物体静止,而另一个物体向某方向运动 ‎ D.两物体各自被弹回 答案:D ‎5.放在光滑水平面上质量不等的两物体，质量分别为M1和M2，用细线连接这两物体，且夹紧一根轻质弹簧，然后将细线烧断，则对两物体运动的叙述，正确的有( )‎ ‎ A.两物体离开弹簧时速率有v1:v2xbj=M1:M2‎ ‎ B.两物体离开弹簧时动量大小有p1:p2=M1:M2‎ ‎ C.两物体离开弹簧前受力大小有F1:F2=M1:M2‎ ‎ D.在任意时刻两物体动量大小相等 答案:D ‎6.一质量为‎1.0kg的小球静止在光滑水平面上，另一质量为‎0.5kg的小球以‎2m/s的速度和静止的小球发生碰撞，碰后以0.2mAs的速度被反弹，仍在原来的直线上运动，碰后两球的总动量是______kg·m/s，原来静止的小球获得的速度大小为______m/s.‎ 答案:1;4‎ ‎7.质量为‎1kg的小球从离地面‎5m高处自由落下，碰地后反弹的高度为‎0.8m，碰地的时间为0.05s.设竖直向上速度为正方向，则碰撞过程中，小球动量的增量为______kg·m/s，小球对地的平均作用力为______，方向______‎ 答案:14;290;竖直向上 ‎8.质量为‎1kg的钢球静止在光滑水平面上，一颗质量为‎50g的子弹以‎1000m/s的速率水平碰撞到钢球上后，又以‎800m/s的速率反向弹回，则碰后钢球的速度大小等于多少?‎ 答案:‎ P0‎ P0'‎ P1'‎ P1‎ P2‎ P2'‎ P4'‎ P3‎ P4‎ P3'‎ P5‎ P5'‎ A B O d 乙 乙 乙 ‎9．某同学设计了一个研究平抛运动的实验，其装置如图所示。A 是一块水平放置的平板，其上有一组平行插槽（如图中P0P0'、P1P1'、P2P2'、…），槽间距离均为d。将P0P0'置于斜槽末端的正下方，把贴有复写纸和白纸的平板B垂直插入P1P1'槽内，使小球从斜槽某一位置O无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出，沿垂直P1P1'方向撞倒B板的白纸上并留下痕迹点1。之后将B板依次插入P2P2'、P3P3'插槽内，并分别向纸面内侧平移距离d和2d，让小球仍然从位置O无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出，沿垂直P1P1'方向撞倒B板的白纸上并依次留下痕迹点2和3。忽略空气阻力的影响，下列说法中正确的是 ‎ A．在B板白纸上留下的痕迹点1、2、3排成一条竖直的直线 ‎ B．在B板白纸上留下的痕迹点1、2之间和2、3之间的竖直距离相等 ‎ C．小球做平抛运动的过程中，每经过相等时间，其动能改变量的大小相等 ‎ D．小球做平抛运动的过程中，每经过相等时间，其动量改变量的大小相等 答案:D ‎10．应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如人原地起跳时，总是身体弯曲，略下蹲，再猛然蹬地，身体打开，同时获得向上的初速度，双脚离开地面。从开始蹬地到双脚离开地面的整个过程中，下列分析正确的是 ‎ A．地面对人的支持力始终等于重力 ‎ B．地面对人的支持力的冲量大于重力的冲量 ‎ C．人原地起跳过程中获得的动能来自于地面 ‎ D．人与地球所组成的系统的机械能是守恒的 答案:B ‎_________________________________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________________________‎ ‎1.杯掉在棉花上时( )‎ ‎ A.受到冲量小 B.受到作用力小 ‎ C.动量改变量小 D.动量变化率小 答案:BD ‎2.一个运动的物体，受到恒定摩擦力而减速至静止，若其位移为s，速度为v，加速度为a，动量为p，则在下列图象中能正确描述这一运动过程的图象是( )‎ 答案:BD ‎3.物体在恒力F作用下做直线运动，在时间△t1内速度由0增至v，在时间△t2内速度由2v增至3v，设F在时间△t1内冲量为I1，在时间△t2内冲量为I2，则有( )‎ ‎ A.I1=I2 B.I1

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