2024届高考物理一轮复习课件：03 弹性碰撞

弹性碰撞 一、动量守恒定律的判断和计算 二、动量守恒定律的应用之1——碰撞 1、碰撞 2、完全非弹性碰撞：子弹打木块模型 3、完全弹性碰撞： 4、弹簧模型(含2、3) 1、已知A、B两个钢性小球质量分别是m1、m2，小球B静止在光滑水平面上，A以初速度v0与小球B发生弹性碰撞，求碰撞后小球A的速度v1，物体B的速度v2大小和方向。 因发生的是弹性碰撞， 碰撞前后动量守恒、动能不变有： m1v0= m1v1+ m2v2 A B 结论1： v0 一动撞一静 结论1： ⑴、当m1=m2时，v1=0，v2=v0，显然碰撞后A静止，B以A的初速度运动v2=v0，两球速度交换，并且A的动能完全传递给B，因此m1=m2也是动能传递最大的条件； ⑶、当m1＜m2时，则v1＜0，即物体A反向运动 (质量)等大小，交换了(速度和动能)； 大撞小，同向跑；小撞大，被弹回 ⑵、当m1＞m2时，v1＞0，即A、B同方向运动， 因， ，所以速度大小v1＜v2，即两球不会发生第二次碰撞； A B 二、动量守恒定律的应用 2、弹簧模型 A B 1、由状态⑴→⑵，弹簧由形变开始到形变最大： 到形变最大的状态⑵时，A、B两物体速度相等；系统总动能最小，总势能最大，有最多的动能转化为势能——完全非弹性碰撞 2、⑴→⑶，恢复原长时：势能最小(等于0)，动能没损失，总动能最大，被碰的B物体速度最大(动能最大)，A的动能传递到B——弹性碰撞 A B v0 A B A B A B A B v B A t v0 完全非弹性 完全弹性 mA=mB F=kx=ma a随x变化 3、光滑水平面上，两物体mA、mB通过弹簧连接，给mA一个初速度v0,试分析mA、mB以后的运动 A B A B A B 1、由状态⑴→⑵，弹簧由形变开始到形变最大： 到形变最大的状态⑵时，A、B两物体速度相等；系统总动能最小，总势能最大，有最多的动能转化为势能——完全非弹性碰撞 2、⑴→⑶，恢复原长时：势能最小(等于0)，动能没损失，总动能最大，被碰的B物体速度最大(动能最大)，A的动能传递到B——弹性碰撞 ⑴ ⑵ ⑶ 2、质量为M的小车静止于光滑的水平面上，小车的上表面和圆弧的轨道均光滑，如图所示，一个质量为m的小球以速度v0水平冲向小车，当小球返回左端脱离小车时，下列说法正确的是： A．小球一定沿水平方向向左做平抛运动 B．小球可能沿水平方向向左作平抛运动 C．小球可能沿水平方向向右作平抛运动 D．小球可能做自由落体运动 M、m大小关系？？ 小球水平冲上小车，又返回左端，到离开小车的整个过程中，系统动量守恒、机械能守恒，相当于小球与小车发生弹性碰撞的过程，BCD m M v0 弹性碰撞模型的应用不仅仅局限于“碰撞”，我们应广义地理解 “碰撞”模型。 这一模型的关键是抓住系统“碰撞”前后系统的动量守恒、动能不变，具备了这一特征的物理过程，可理解为“弹性碰撞”。 同样，非弹性碰撞模型的理解也应该推广，只要两物体相互作用，有动能的损失，就应该采用同样的方式理解。 m2 m1 m M v0 (2010全国)小球A和B的质量分别为mA和mB且mA>>mB，在某高度处将A和B先后从静止释放。小球A与水平地面碰撞后向上弹回，在释放处的下方与释放出距离为H的地方恰好与正在下落的小球B发生正幢，设所有碰撞都是弹性的，碰撞事件极短。求小球A、B碰撞后B上升的最大高度。 小球A与地面的碰撞是弹性的，而且AB都是从同一高度释放的，所以AB碰撞前的速度大小相等于设为v0，根据机械能守恒有: 化简得: 设A、B碰撞后的速度分别为vA和vB，以竖直向上为速度的正方向，根据A、B组成的系统动量守恒和动能不变得: 设小球B 能够上升的最大高度为h，由运动学公式得 (2013全国1)在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A和B，两者相距为d。现给A一初速度，使A与B发生弹性正碰，碰撞时间极短；当两木块都停止运动后，相距仍然为d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ. B的质量为A的2倍，重力加速度大小为g.求A的初速度的大小。 dA A v0 d B A d A B dB 如图所示，某装置由AB、BC、CD三部分组成，AB与BC两轨道平滑连接，CD为直径竖直半圆弯管轨道。现将1号球从AB轨道上的P点静止释放，其下滑到最低点与静止在B点的2号球发生弹性碰撞，2号球通过弯管后从D点抛出，恰好落在B点。已知两球质量均为m=1kg，水平轨道BC长度L=1.6m，弯管半径R=0.4m，重力加速度g=10m/s2（不计一切摩擦）求：（1）2号球从D点抛出时的速度vD为多大？（2）2号球运动到D点时对管壁的作用力F的大小；（3）P点距水