第一章 专题 碰撞类模型问题 课件 -2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第一章 专题 碰撞类模型问题 复习 碰撞问题遵循的原则 1.动量守恒定律: 2.系统动能不增加 3.碰撞前后物体运动情况符合实际，即不发生二次碰撞 碰撞拓展：相互作用的双方在相互作用过程中系统所受到的合外力为零时，我们可以将这样的过程视为“广义的碰撞过程”加以处理。 模型一“滑块——弹簧”碰撞模型 模型图示： (4)弹簧恢复原长时，弹性势能为零，系统动能最大(完全弹性碰撞拓展模型，相当于碰撞结束时) 模型特点： (1)两个或两个以上的物体与弹簧相互作用的过程中，若系统所受外力的矢量和为零，则系统动量守恒 (2)在能量方面，由于弹簧形变会使弹性势能发生变化，系统的总动能将发生变化；若系统所受的外力和除弹簧弹力以外的内力不做功，系统机械能守恒 (3)弹簧处于最长(最短)状态时两物体速度相等，弹性势能最大，系统动能通常最小(完全非弹性碰撞拓展模型) 课堂练习 1.如图所示，在光滑水平地面上，有用轻弹簧相连的、两物块，质量，弹簧处于原长，、两物块均处于静止。在、两物块连线的右边，有一质量为的物块以的速度向左运动，与相碰，碰后二者粘在一起运动。求： 、两物块相碰后的瞬间，物块的速度？ 当轻弹簧的弹性势能最大时，物块的速度多大？ 轻弹簧弹性势能的最大值是多大？ 模型二 “子弹打木块”（“滑块—木板”）模型 模型图示： 模型特点： （4）该类问题既可以从动量、能量角度求解，相当于非弹性碰撞拓展模型，也可以从力和运动的角度借助图示求解 （1）若子弹未射穿木块或滑块未从木板上滑下，当两者速度相等时木块或木板的速度最大，两者的相对位移（子弹射入木块的深度）取得极值（完全非弹性碰撞拓展模型） （2）系统的动量守恒，但机械能不守恒，摩擦力与两者相对位移的乘积等于系统减少的机械能 （3）根据能量守恒定律，系统损失的动能 ， 可以看出，子弹（或滑块）的质量越小，木块（或木板）的质量越大，动能损失越多 2.如图所示，在光滑水平面上有一辆质量的平板小车，车上有一个质量的木块木块可视为质点，车与木块均处于静止状态．一颗质量的子弹以的初速度水平向左飞，瞬间击中木块并留在其中．已知木块与小车平板之间的动摩擦因数，． 求子弹射入木块后瞬间子弹和木块的共同速度大小； 若木块不会从小车上落下，求三者的共同速度大小； 若是木块刚好不会从车上掉下，则小车的平板至少多长？ 模型三“滑块——斜面”碰撞模型 模型图示： 模型特点： (1)最高点：m与M具有共同水平速度，m不会从此处或提前偏离轨道。系统水平方向动量守恒，；系统机械能守恒，，其中h为滑块上升的最大高度，不一定等于圆弧轨道的高度(完全非弹性碰撞拓展模型) (2)最低点：m与M分离点。水平方方向动量守恒，；系统机械能守恒，(完全弹性碰撞拓展模型) 3.两质量分别为和的劈和，高度相同，放在光滑水平面上，和的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图所示，一质量为的物块位于劈的倾斜面上，距水平面的高度为物块从静止滑下，然后又滑上劈求物块在上能够达到的最大高度． $