第7章 3 培优课13 碰撞模型及其拓展应用(课件PPT)-【赢在微点·顶层设计】2027年高中物理高考一轮总复习（粤教版）

该高中物理高考复习课件聚焦动量守恒定律中的碰撞模型及拓展应用，对接高考评价体系，系统梳理碰撞分类（弹性、非弹性、完全非弹性）、三规律（动量守恒、动能不增、速度合理），归纳选择、计算等常考题型，精准分析考点权重，体现高考备考的针对性与实用性。 课件特色在于融合科学思维（模型建构、科学推理）与物理观念（动量、能量观念），通过典例解析（如弹性碰撞速度公式应用、滑块—弹簧模型共速时弹性势能最大）突破考点，设置真题训练（如多选碰撞速度判断、计算碰撞动能损失），指导学生掌握方程联立技巧，助力高效得分，为教师提供系统复习方案。

培优课13 碰撞模型及其拓展应用 第七章　动量守恒定律 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 题型1　碰撞模型 题型2　碰撞模型拓展应用 内容 索引 温馨提示:点击标题链接相关内容 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 碰撞模型 题型1 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 4 1.碰撞的分类。   动量是否守恒 机械能是否守恒 弹性碰撞 守恒 守恒 非弹性碰撞 守恒 有损失 完全非弹性碰撞 守恒 损失最多 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 2.碰撞现象三规律。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 3.弹性碰撞。 两球发生弹性碰撞时应满足动量守恒和机械能守恒。以质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生正面弹性碰撞为例，则有m1v1=m1v1'+m2v2'， m1=m1v1'2+m2v2'2， 解得v1'=，v2'=。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 结论：(1)当m1=m2时，v1'=0，v2'=v1(质量相等，速度交换)。 (2)当m1>m2时，v1'>0，v2'>0，且v2'>v1'(大碰小，一起跑)。 (3)当m1<m2时，v1'<0，v2'>0(小碰大，要反弹)。 (4)当m1≫m2时，v1'=v1，v2'=2v1(极大碰极小，大不变，小加倍)。 (5)当m1≪m2时，v1'=-v1，v2'=0(极小碰极大，小等速率反弹，大不变)。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 4.完全非弹性碰撞。 碰撞结束后，两物体合二为一，以同一速度运动，动能损失最大。 m1v1+m2v2=(m1+m2)v， m1+m2=(m1+m2)v2+ΔEk损max。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 【典例1】　(多选)A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是6 kg·m/s，B球的动量是4 kg·m/s，已知mA= 1 kg，mB=2 kg，当A追上B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是 ( ) A.vA'=3 m/s　vB'=3.5 m/s B.vA'=2 m/s　vB'=4 m/s C.vA'=5 m/s　vB'=2.5 m/s D.vA'=-3 m/s　vB'=6.5 m/s 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 碰撞过程动量守恒，碰前总动量为p=6 kg·m/s+4 kg·m/s=10 kg· m/s，碰后总动量为p'=1×3 kg·m/s+2×3.5 kg·m/s=10 kg·m/s，碰撞过程动量守恒，碰前总动能为Ek=×1×62 J+×2×22 J=22 J,碰后总动能为Ek'=×1×32 J+×2×3.52 J=16.75 J，总动能没有增大，故A、B两球速度可能为3 m/s，3.5 m/s，A项正确；同理，碰后总动量为p'=1×2 kg·m/s+2×4 kg·m/s=10 kg·m/s，碰撞过程动量守恒，碰后总动能为Ek'=×1×22 J+×2×42 J=18 J，即B选项 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 中碰撞过程动量守恒，碰后总动能也不增加，B项正确；根据题给数据可知，碰后速度均为正值，碰后两球同向，此时碰后A的速度不可能大于B的速度，否则碰撞没有结束，会再碰，C项错误；碰后总动量为p'=1×(-3) kg·m/s+2×6.5 kg·m/s=10 kg·m/s， 碰撞过程动量守恒，碰后总动能为Ek'=×1×32 J+×2×6.52 J= 46.75 J，碰后的总动能大于碰前的总动能，而碰撞后总动能不会增加，D项错误。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 【典例2】　在光滑的水平面上有a、b两个小球在一直线上发生正碰,选取a球初速度方向为正方向，它们在碰撞前，a球的速度是5 m/s，b球静止，碰撞后，a球的速度是-1 m/s，b球的速度是2 m/s。已知a球的质量是2 kg，求： (1)b球的质量mb； (2)碰撞过程中，b球受到的冲量Ib； (3)两球碰撞的过程中损失的动能ΔEk；并判断此碰撞是弹性碰撞、非弹性碰撞还是完全非弹性碰撞。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (1)两球碰撞过程中，根据动量守恒定律可得 mav0=mav1+mbv2， 代入数据解得mb=6 kg。 (2)对b球，根据动量定理可得b球受到的冲量大小为 Ib=mbv2=12 N·s，方向与其速度方向相同。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (3)根据能量守恒定律可得 ΔEk=ma-， 代入数据解得ΔEk=12 J， 由此可知，两球发生的碰撞为非弹性碰撞。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 碰撞模型拓展应用 题型2 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 16 考向1 滑块—弹簧模型 模型图示   高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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)。 (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) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 【典例3】　如图所示，在光滑的水平面上有两物 块A、B，其中A的质量为1 kg，B的质量为2 kg， 物块B的左端固定一个轻弹簧。一开始物块B及弹 簧静止，物块A以速度v0=3 m/s沿水平方向向右运动，通过弹簧与物块B发生作用，则弹簧最大的弹性势能是( ) A.4.5 J B.3 J C.2.25 J D.1.5 J 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 由题意可知，当物块A与物块B的速度相等时，弹簧的弹性势能最大，由动量守恒定律mAv0=(mA+mB)v，由能量守恒定律mA=(mA +mB)v2+Epm，联立解得弹簧最大的弹性势能Epm=3 J，B项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 【典例4】　如图所示，A、B、C三个木块的质量均为m，置于光滑的水平面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连，将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B、C紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体。现A以初速度v0沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并黏合在一起。以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离。已知C离开弹簧后的速度恰为v0，求弹簧释放的弹性势能。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 设碰后A、B和C共同速度的大小为v，由动量守恒定律得 mv0=3mv， 设C离开弹簧时，A、B的速度大小为v1，由动量守恒定律得 3mv=2mv1+mv0， 设弹簧的弹性势能为Ep， 从细线断开到C与弹簧分开的过程中系统机械能守恒，有 (3m)v2+Ep=(2m)+m， 解得弹簧释放的势能Ep=m。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向2 滑块—斜面(或曲面)模型 模型 图示   高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 模型 特点 (1)最高点：滑块与光滑圆弧轨道具有共同水平速度v共，滑块不会从此处或提前偏离轨道，系统水平方向动量守恒，mv0=(M+m)v共；系统机械能守恒，m=(M+m)+mgh，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：滑块与光滑圆弧轨道分离，水平方向动量守恒，mv0=mv1+Mv2；系统机械能守恒，m=m+M(弹性碰撞拓展模型) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 【典例5】　如图所示，质量为M的滑块静止在光滑的水平面上，滑块的光滑弧面底部与桌面相切，一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来，小球最后未越过滑块，则小球到达最高点时，小球和滑块的速度大小是( ) A. B. C. D. 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 小球沿滑块上滑的过程中，小球和滑块组成的系统在水平方向上不受外力，因而系统在水平方向上动量守恒，小球到达最高点时和滑块具有相同的对地速度v(若速度不相同，必然相对运动，此时一定不是最高点)。由系统在水平方向上动量守恒得mv0=(M+m)v，所以v=，A项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 【典例6】　如图所示，在光滑冰面上放置一足够高光滑曲面体，箱子与冰车上的工人静止在冰面上。箱子的质量为m，工人和冰车的总质量为10m，曲面体的质量为3m，工人把箱子以初速度v0向左推出，箱子可看作质点，求：   (1)推出木箱后，工人和冰车的速度大小v； (2)木箱在曲面上上升的最大高度h。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (1)以木箱、工人和冰车组成的系统为研究对象，取水平向左为正方向，由动量守恒定律得 0=mv0-10mv， 解得工人和冰车的速度大小v=。 (2)以木箱和曲面体组成的系统为研究对象，取水平向左为正方向,由水平方向动量守恒得 mv0=(m+3m)v1， 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 解得木箱在曲面上上升到最大高度时与曲面体的共同速度为 v1=， 木箱在上升过程中系统机械能守恒 m=×4m+mgh， 解得木箱在曲面上上升的最大高度 h=。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 把握高考微点，实现素能提升 完成——微练37 本部分内容讲解结束 $$