2023届高考物理二轮专题复习课件：碰撞模型1

专题二　能量与动量 桃源一中 高三物理 第6课时 碰撞模型 例1 两个相同的小球A、B在光滑的水平地面上相向运动，已知A的速度vA=4m/s（设为正），B的速度vB=-3m/s，则它们发生正碰后，A、B两球速度可能分别为（　　） A．-4m/s和+5m/s B. +2m/s和-1m/s C. 均为0.5m/s D. +0.6m/s和+0.4m/s C 回顾：碰撞过程要遵守三大规律： 1、动量守恒定律； 2、总动能不增加； 3、符合物体的实际运动情况。 例2.如图所示，质量为3kg的木箱静止在光滑的水平面上，木箱内粗糙的底板正中央放着一个质量为1kg的小木块，小木块可视为质点．现使木箱和小木块同时获得大小为2m/s的方向相反的水平速度，小木块与木箱每次碰撞过程中机械能损失0.4J，小木块最终停在木箱正中央．已知小木块与木箱底板间的动摩擦因数为0.3，木箱内底板长为0.2m．求： ①木箱的最终速度的大小； ②小木块与木箱碰撞的次数。 n=6次 例3 已知mA＝4.0 kg和mB＝3.0 kg。用轻弹簧拴接后放在光滑的水平地面上，物体B右侧与竖直墙相接触。另有一个物体C 从t＝0 时以一定速度向右运动，在t ＝4s 时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，物块C 的v －t图象如图乙所示。求： （1） 物块C 的质量mC （2）墙壁对物块B的弹力在4 s 到12 s的时间内对B做的功W 及对B 的冲量I 的大小和方向 （3）B离开墙之前弹簧具有的最大弹性势能Ep1 （4）B离开墙之后弹簧具有的最大弹性势能Ep2 mc=2.0kg W= 0J I=36NS 向左 Ep2=9J Ep1=27J 1m/s （5）B离开墙之后AC的最小速度 拓展：若AC的质量为3kg，B的质量为6kg，求B离开墙之后AC的最小速度 1.碰撞模型及分类 2.碰撞模型的规律 弹性碰撞 非弹性碰撞（完全非弹性碰撞） 动量守恒定律 能量守恒定律（机械能不增加） 3.方法步骤： (1)分析运动过程，选择系统，判断动量是否守恒或者某一方向动量守恒。 (2)运用规律解决有关问题。 小结： 例4光滑的足够长的固定水平杆上套有物块N，通过一根不可伸长的长度为l=3m的轻绳悬挂物块M，细绳与竖直方向的夹角为53°，开始时物块M、N均由外力固定。一滑板的上表面由长度L=2m的粗糙水平部分AB和半径R=0.5m的四分之一光滑圆弧BC组成，滑板静止于光滑的水平地面上，物块P（可视为质点）置于滑板上面的A点，物体P与滑板水平部分的动摩擦因数为μ。物块M位于最低点时与物体P处于同一高度。将物块M、N同时由静止释放，当轻绳竖直时，物块M脱离轻绳飞出，恰好与物块P发生弹性碰撞。物块M和N质量分别为1kg和3kg，物体P的质量为1kg，轨道ABC的质量为2kg，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力 （1）从释放物块M、N到轻绳竖直时，物块N的位移x； （2）物块M与物块P发生碰撞后瞬间物块P的速度； 0.6m （3）若要保证物体P既能到达圆弧BC，同时不会从C点滑出，物体P与滑板水平部分的动摩擦因数μ的取值范围； （4）若μ= ，物体P运动轨迹的最高点与C点间的高度差。 例5 l=3m的轻绳与竖直方向的夹角为53°，滑板水平部分L=2m，物体P与水平部分的动摩擦因数为μ，半径R=0.5m的四分之一光滑圆弧，物块M和N质量分别为1kg和3kg，物体P的质量为1kg，轨道ABC的质量为2kg，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力 例6如图所示，光滑的水平绝缘轨道AB和半径r=1m的竖直半圆光滑绝缘轨道BCD相切于B点。半圆轨道直径BD的右侧有垂直轨道水平向里匀强磁场和竖直方向的匀强电场，磁感应强度B=0.5T。M、N为两相同的绝缘球，质量均为m=10-3kg，N球带电量为q=+2×10-3C，M球不带电。初始时N球静止在轨道B处，M球以v0=1.5m/s向右运动。M与N碰撞后，N球恰好能沿半圆轨道做匀速圆周运动且对轨道无压力，若整个过程两球的带电情况不发生变化，g=10m/s2。 （1）电场强度的大小和碰后N球的速度大小 （2） 判断碰后M球能否运动到D点 例7．(多选)如图所示，“ U”形金属线框放置在光滑绝缘水平面上，一根质量为m的金属棒放置在光滑线框上，且与线框两边垂直，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，现给金属棒一个水平向右、大小为v0的初速度，金属棒在向右运动的过程中，始终与线框两边垂直且接触良好，当金属棒刚好要滑离线框时速度大小为，线框的质量为2m，金属棒接入电路的电阻为R，不计线框的电阻，磁感应强度大小为B。则下列可以求得的物理量有(　　) A．金属棒运动过程中的最大加速度 B．金属线框最终获得的速