第06讲 类爆炸（人船）和类碰撞模型与流体碰撞模型-2024年高考物理一轮复习模型及秒杀技巧一遍过

2024年高考物理一轮复习模型及秒杀技巧一遍过 模块5 动量各模块大招 第06讲 类爆炸（人船）和类碰撞模型与流体碰撞模型 （原卷版） 目录 【内容一】 反冲模型（秒杀） 1 【内容二】 类碰撞模型 2 【内容三】 碰撞流体模型 3 技巧总结 类爆炸（人船）模型和类碰撞模型 技巧总结 内容一：反冲模型 ①示意图 ①到最低点：水平方向动量守恒:， 能量守恒: ②到最高点:水平方向动量守恒，速度都为零； 全程能量守恒：.且（若内壁光滑） 内容二：类碰撞模型 ①示意图 ①到最低点：机械能守恒: ②到最高点：水平方向动量守恒： 能量守恒：.（若内壁光滑） 内容三：碰撞流体模型 技巧总结 操作步骤： 第一步：确定撞击（） 第二步：设 第三步：列动量定理 第四步：两边消去 所有流体：单位时间通过某一横截面的质量，，. 例题演练 例1、如图所示，质量为M的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之圆弧轨道，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的可视为质点的滑块从小车上的A点由静止开始沿轨道下滑，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点已知小车质量M=4m，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则（　　） A．全过程滑块在水平方向上相对地面的位移的大小为R+L B．小车在运动过程中速度的最大值为 C．全过程小车相对地面的位移大小为 D．、L、R三者之间的关系为R=L 解：AC．滑动与小车组成的系统水平方向动量守恒，由人船模型特点有 ， 由上两式解得 ，全过程滑块在水平方向上相对地面的位移的大小为， 全过程小车相对地面的位移大小为，所以A错误；C正确；B．滑块滑到圆弧轨道最低点时，小车速度最大，滑动与小车组成的系统水平方向动量守恒，则有 ， 由上两式解得小车在运动过程中速度的最大值为，所以B正确；D．滑块最后恰好停在C点时，小车也停止运动，全程由能量守恒定律则有解得R=L所以、L、R三者之间的关系为R=L，则D正确；故选BCD。 例2、如图所示，内有光滑半圆形轨道、质量为M的滑块静止在光滑的水平地面上，其水平直径BD长度为2r。一个铁桩固定在地面上，滑块左侧紧靠在铁桩上。滑块内圆轨道的左端点B的正上方高度h处有一点A，现将质量为m的小球（可以视为质点）从A点由静止释放，然后经过半圆轨道的B、C、D点后冲出（C点为圆轨道的最低点）。已知当地重力加速度为g，空气阻力忽略不计。 (1)求小球到达C点时的速度大小； (2)求小球第一次冲出D点后，能够上升的最大高度； (3)如果没有滑块左侧的铁桩，求小球第二次冲出D点并到达最高点时，小球与初位置A点的水平距离。 解：(1)小球从A到C由动能定理 解得 (2)小球从C到D的过程水平方向动量守恒，则 由能量关系， 解得 (3) 如果没有滑块左侧的铁桩，小球第一次冲出D点时，滑块向左的位移为x，则 解得 此时滑块和小球的水平速度均为零，小球向上做竖直上抛运动，再次回到D点进入凹槽，此后凹槽向右运动，先加速后减速，到小球从B点冲出时，凹槽回到原来的位置，速度减为零，以后重复原来的运动，则当小球第二次冲出D点并到达最高点时，小球与初位置A点的水平距离为 例3、如图所示，质量为的工件带有半径的光滑圆弧轨道，静止在光滑水平地面上，B为轨道的最低点，B点距地面高度。质量为的物块（可视为质点）从圆弧最高点A由静止释放，经B点后滑离工件，取。求： (1)物块滑到轨道上的B点时对轨道的压力； (2)物块落地时距工件初始静止时右端位置的水平距离。 解：(1)物块从圆弧轨道顶端滑到B点过程中，物块和工件组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒，则有， 联立解得 在B点处，对物块有解得 根据牛顿第三定律可知物块对轨道的压力大小，方向竖直向下 (2)物块滑离工件后做平抛运动的时间 物块从滑离工件到落地过程水平方向运动的距离 而工件在物块滑离前的运动过程中向左运动，设物块向右运动的距离为，工件向左运动的距离为，两者在水平方向动量守恒，则由水平方向动量守恒得 两边同乘于两者相互作用的时间得又由位移关系得 联立解得， 故物块落地时距工件开始静止时右端位置的水平距离为 例4、如图所示，将一光滑的质量为4m半径为 R 的半圆槽置于光滑水平面上，在槽的左侧紧挨有一个质量为m的物块，今让一质量也为 m 的小球自左侧槽口A 的正上方高 R 处从静止开始落下，与半圆槽相切自 A 点进入槽内，则以下结论中正确的是（　　） A．小球在半圆槽内第一次到最低点 B 的运动过程中，槽的支持力对小球不做功 B．小球第一次运动到半圆槽的最低点 B 时，小球与槽的速度大小之比为 4:1 C．小球第一次从C点滑出后将做竖直上抛运动 D．物块最终的动能为 解：A．小球从A到B的过程中，小球对半圆槽的压力