1 第5节 弹性碰撞和非弹性碰撞-【重难点手册】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册(人教版)

2026-08-04
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资源信息

学段 高中
学科 物理
教材版本 高中物理人教版选择性必修 第一册
年级 高二
章节 5. 弹性碰撞和非弹性碰撞
类型 教案
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2026-2027
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 9.00 MB
发布时间 2026-08-04
更新时间 2026-08-04
作者 武汉华大鸿图文化发展有限责任公司
品牌系列 重难点手册·高中同步重难点练习
审核时间 2026-08-04
下载链接 https://m.zxxk.com/soft/59067223.html
价格 2.00储值(1储值=1元)
来源 学科网

内容正文:

0.074m/s,碰撞后系统的总动量p'=(m1十m2)v2= (0.20+0.10)×0.074kg·m/s≈0.022kg·m/s. (2)据题意知,碰撞后两滑块先后通过光电门的时 间变小,说明碰撞后两滑块做加速运动,故计算得 到的两滑块碰撞前后系统的总动量并不完全相等, 产生差异的原因是导轨不平,右端高,合外力不为 0,不符合动量守恒的条件. [变式2](1)A;B(2)BC(3)2(OC-OA)=OB 【解析】(1)为了保证入射小球碰撞后不反弹,入射 球的质量要大于被碰球的质量,为了使两球发生对 心碰撞,则要求两球的半径相同,故入射球选择直 径为d1、质量为m1的小球A,被碰球选择直径为 d1、质量为m2的小球B. (2)本实验只需要确保轨道末端水平,小球每次从 斜槽的同一位置滚下,从而确保小球到达末端的速 度大小不变,且离开轨道后做的是平抛运动即可, 并不需要轨道光滑,故A错误;要确保放上被碰小 球后,入射小球碰前的速度大小保持不变,故要求 从同一位置由静止释放入射小球,故B正确;实验 中重垂线的作用是确定小球做平抛运动的水平位 移的起点,即标定斜槽末端在白纸上的投影点O, 故C正确;两个小球下落时间相同,由x=0√g /2H 可知,小球的水平位移xcvo,故可用水平位移的 大小关系表示速度的大小关系,不需要求出时间, 所以不需要测量高度,故D错误 (3)由题图丙可知OA=17.60cm,OB=25.00cm, OC=30.00cm,代入质量关系可知m·OB≠m· OA+M·OC,但m·OC≈m·OA+M·OB,故 OC才是人射小球碰前速度对应的水平位移,由动 量守恒定律得m·OC=m·OA+M·OB,根据 m=2M,解得2(OC-OA)=OB. [变式3](1)>;≥(2)mA√1-cosa= mA√1-cosB+mB√1-cosy 【解析】(1)由于A球碰撞后动能减小,根据机械能 守恒定律可知,碰撞之后A球上升的高度小于碰前 的高度,故细线与竖直方向的夹角关系为α>B.根 据碰撞的特点知,碰撞之后的总动能不可能大于碰 前的总动能,则有EkA≥EkA十EkB· ,变式题参考答案 0 (2)设A球运动到最低点时碰前瞬间速度大小为 1 uo,由动能定理得mAgl(1-一cosa)=2mAo6,设 A、B两球碰后瞬间速度大小分别为1、2,对两球 碰后上升到最高点的过程,由动能定理得mAgl(1 1 1 -cosB)=2mAoi,mBgl(1一cosY)=2mao员,若 碰撞过程中动量守恒,以水平向右为正方向,应有 mAv0=mAU1十mBU2,联立以上各式,得 mA√1-cosa=mA√1-cosB+mB√1-cosY. 第5节弹性碰撞和非弹性碰撞 [变式1]D【解析】以向右为正方向,根据动量守 恒定律得mvA十2mWB=2mw,一2m0=0,可见选 项A、B、C都不满足碰撞后总动量为0的条件.由 于碰撞为弹性碰撞,故碰撞后A、B一定反向,故选 项D正确. [变式2]D【解析】在子弹射人木块A的过程中, 在子弹、木块A系统中,内力远大于外力,则动量近 似守恒,因该过程有内能产生,则机械能不守恒,A、 B错误;在弹簧被压缩的过程中,对于子弹、两木块、 弹簧系统,在完成相互作用的过程中,受到系统外 作用力(水平摩擦力)作用,所以系统动量、机械能 都不守恒,C错误,D正确. [变式3]A【解析】由题图可知,碰撞前A、B两球 的速度大小分别为vA _△x1=-3m/s,B=2 x2一 △t1 2m/s,碰撞后两球共同运动的速度大小v=A △t 一1m/s,碰撞过程A的动量变化量为△p=mw mwA=4kg·m/s,故A正确;根据动量守恒可得 A干mBUB=(m干B)0,解得mB3kg, 错误;由动量定理可知,碰撞时对B的冲量为IB一 mB一mBVB=一4N·S,故C错误;根据能量守恒 可得A正=名mi+号m暖-号m十md=10J, ,1 故D错误, 第6节反冲现象火箭 2m mvo [变式1)(1)M+6m。(2)M+5m+M+6m (3)1.6u。(4L.6Me或.6muw t t 137第一章动量守恒定律通 第5节 弹性碰撞和非弹性碰撞 重点和难点 课标要求 重点:1.通过对相关现象和演示实验的观察,明确碰 1.知道什么是弹性碰撞和非弹性碰撞,并掌 撞的分类及特点. 握其要点 2.通过学习对弹性碰撞的实例分析,理解碰撞 2.理解弹性碰撞中的能量转化及特点。 中能量和速度的特点 3.会应用动量、能量观,点分析和解决一维碰 难点:通过练习,加深对动量守恒定律和机械能守恒 撞的碰撞问题, 定律的理解,并掌握解决碰撞类问题的方法」 必备知识梳理 111111111A111111100111111111111111111111011111111111111111011111111111111111111 基础梳理 知识点(①弹性碰撞和非弹性碰撞 1.碰撞的理想化特点◆敲黑板。 敲黑板⊙ 时间特点 作用时间极短,相对物体运动的全过程可忽略 碰撞时动能不会增加,但爆 炸类问题的动能会增加,因为有 受力特点 相互作用力先急剧增大,后急剧减小 化学能转化为动能。 动量特点 内力远大于外力,可认为系统的总动量守恒 位移特点 可忽略物体的位移,认为碰撞前、后仍在同一位置 在极短时间内,物体的速度发生了明显的改变,为了研究问题 速度特点 方便,忽略了作用时间,认为速度发生了突变 能量特点 碰撞前总动能总大于或等于碰撞后总动能 2.碰撞的分析 根据机械 弹性碰撞 特点:碰撞过程中系统动量守恒,动能不变 能的变化 情况分类 非弹性碰撞 特点:碰撞过程中系统动量守恒,动能有损失 特例 完全非弹性碰撞 特点:碰撞后两物体合为一体或者具有共 同速度,动量守恒,动能损失最大 也叫作对心碰撞或一维碰撞 两球相碰时,碰撞前、后球的运动速度与两球 正碰 根据碰撞 心的连线均在同一条直线上 前、后运动 方向分类 碰撞前两球的运动速度与两球心的连线不在 斜碰 同一条直线上,碰撞后两球的速度都会偏离原 也叫作非对心碰撞 来两球心的连线,如图所示 25 重难点手册高中物理选择性必修第一册R。 高中阶段只研究 -------● 正碰的情形 正碰 斜碰 3.弹性碰撞和非弹性碰撞 (1)弹性碰撞:碰撞过程中机械能守恒的碰撞叫弹性碰撞 (2)非弹性碰撞:碰撞过程中机械能不守恒的碰撞叫非弹性 碰撞. (3)完全非弹性碰撞:碰撞后两物体合为一体,具有共同的速 度,这种碰撞损失的动能最大, 知识点②弹性碰撞的实例分析 1.正碰和斜碰◆敲黑極) 敲黑板⊙ (1)正碰(对心碰撞):如图所示,一个运动的球与一个静止的 1.发生弹性碰撞的物体不 球碰撞,碰撞前运动球的速度方向与两球心的连线在同一条直线 发生永久性形变,不碎裂,不粘 上,碰撞后两球的速度方向仍会沿着这条直线。 在一起,不发生热传递和其他能 量转化, 碰撞前 碰撞后 2.发生弹性碰撞时,碰撞后 6666 两物体的速度表达式要记牢,特 对心碰撞 别是当碰撞前被碰物体的速度 发生正碰的两个物体,碰撞前、后的速度沿同一直线,它们的 为0时,碰撞后两物体的速度表 达式要准确记下,从而在解题时 动量也都沿这条直线,可以在这个方向上应用动量守恒定律, 节约时间, (2)斜碰(非对心碰撞):如图所示,一个运动的球与一个静止 的球碰撞,碰撞前运动球的速度方向与两球心的连线不在同一条 直线上,碰撞后两球的速度方向都会偏离原来两球心的连线: ◆记方法河 记方法回 碰撞前 碰撞后 发生非对心碰撞的两个小 m2 - m:to 球,碰撞后的速度方向都不与原 m1○ 来的速度方向在同一条直线上, 可将两小球的速度向沿球心连 非对心碰撞 线和垂直于球心连线两个方向 2.弹性碰撞的实例 分解,在这两个方向上两小球动 如图所示,设质量分别为m1、m2的两小球A、B,在同一条光 量守恒, 滑水平轨道上同向运动,速度分别为1、2,发生弹性碰撞后两球 的速度分别为、o2, ”4 7777777777777777777777777777 (1)确定碰撞后两球的速度1、2 两球发生弹性碰撞,其动量、机械能都守恒,则有 26 第一章动量守恒定律 [m1v1+m2v2=m1v1+m2v2, 2mi+i-2m+m,, 1 1 变形得 m1(v1-v1)=m2(w2-v2), m1(v1+v1)(v1-o1)=m2(v2十v2)(v2-v2), 一个小球碰撞前、后速度的矢量和等于另一个小球 广碰撞前、后速度的矢量和,该式可以用来快速判断是 解得U1十01=V2十v2,香为弹性碰撞 m1-m2 2m2 U1 1 m1+m2 'm1十m2 联立得 m2-n1 2m1 m1+m2 02 V1 m1+m2 (2)讨论不同情形下的弹性碰撞的速度关系◆记方法© 记方法回 当碰撞前小球B的速度不为0时,若m1=m2,则v1=o2, 处理碰撞问题的几个关键点 2=v1,即两小球交换速度, 1.选取动量守恒的系统:若 当碰撞前小球B的速度为0时,即=0,则=m,一mz)u 有三个或更多个物体参与碰撞, m1+m2 要合理选取所研究的系统 2m101,有以下几种情况: 2.弄清碰撞的类型:是弹性 m1十m2 碰撞、完全非弹性碰撞,还是其 ①当m1=2时,1=v2,v2=01,碰撞后两小球交换速度,动 他非弹性碰撞 量和动能也交换,此时B球的动能为最大值,与A球的初动能 3.弄清碰撞过程中存在的 相同. 关系:能量转化关系、几何关系、 ②当m1>m2时,w1>0,v2>0,碰撞后两小球沿同方向运动. 速度关系等 若m1>m2,则二者发生弹性正碰后,1=1,2=2w1,表明 碰撞后A的速度不变,B以2w1的速度被撞出去 ③当m1<m2时,v1<0,v2>0,碰撞后A球被反弹回来 若m1<m2,则二者发生弹性正碰后,1=一u1,2=0,表明 碰后A被反向以原速率弹回,而B仍静止。 重难拓展 重难点(①碰撞问题合理性的分析方法 碰撞问题有多种情况,但不管哪种情况都必须同时满足以下 三个条件: (1)碰撞前、后动量守恒,即pA十饣B=pA十B, 1十 (2)系统的动能不能增加,即Eu十Ea≥E+E,或2m1 p经、p2Lp经 2m22m12m2 (3)速度的合理性(正碰):①追碰时,碰撞前v后>v前,碰撞后 27 重难点手册高中物理选择性必修第一册RJ 原来在前的物体速度一定增大,且前≥w后;②对碰时,碰撞后两 记方法@ 物体可能都静止或至少有一个物体运动方向改变.◆记方法 处理碰撞问题的思路 例①如图所示,在光滑水平面上有A、B两个小球沿同一直 1.对一个给定的碰撞,首先 线向右运动,取向右为正方向,两球的动量分别是p4=5kg·m/s、 要看动量是否守恒,再看总动能 p=7kg·m/s.若能发生正碰,则碰后两球的动量增量△pA、 是否增加, △pB可能是(). 2.一个符合实际的碰撞,除 动量守恒外还要满足能量守恒, A.△pA=-3kg·m/s、△pB=3kg·m/s B 注意碰撞完成后不可能发生二 B.△pA=3kg·m/s、△pB=3kg·m/s 777777777 次碰撞的速度关系的判定, C.△pA=-10kg·m/s、△pB=10kg·m/s 3.要灵活运用动能和动量 D.△pA=3kg·m/s、△pB=-3kg·m/s 的转换关系式Ek= 力2 解析两球碰撞过程中,系统的动量守恒,两球的动量变化量应大小相 等、方向相反,根据碰撞过程动量守恒定律,如果△pA=一3kg·m/S、△pB= 1 2E √2mE或E=2mh 3kg·m/s,那么碰后两球的动量分别为pA=2kg·m/s、pB=10kg·m/s, 根据碰撞过程可知总动能减小是可能的,故A正确;若△pA=3kg·m/s、 △pB=3kg·m/S,违反了动量守恒定律,不可能发生,故B错误;如果△pA =一10kg·m/s、△pB=10kg·m/s,那么碰后两球的动量分别为pA 一5kg·m/s、pB=17kg·m/s,可以看出,碰后小球A的动能不变,而小 球B的动能增大,违反了能量守恒定律,不可能发生,故C错误;根据碰撞 过程动量守恒定律可知,如果△pA=3kg·m/s、△pB=一3kg·m/s,那么 碰后两球的动量分别为pA=8kg·m/s、pB=4kg·m/s,由题意知,碰后 两球的动量方向都与原来的方向相同,小球A的动量不可能沿原方向增 大,与实际运动不符,故D错误 答案A 培优突破 突破点①碰撞的常见模型分析 划重点。 相互作用的两个物体在很多情况下都可当成碰撞处理.对相 非弹性碰撞中能量 损失的分析 互作用中两物体相距“最近”、“最远”或“恰能上升到最高点”等一 弹性碰撞和非弹性碰撞可 类临界问题,求解的关键都是速度相等,具体分析如下表.◆划重点。 以从形变和动能两个角度来理 模型分类 特点及满足的规律 解.若两个物体碰撞时形变属于 弹性的,碰撞后能够恢复,碰撞 弹簧处于最长(最短)状态时两物体速度相等,弹性势 能最大,系统满足动量守恒、机械能守恒.m1℃o=(m, 过程中只是发生动能和弹性势 1 能之间的相互转化,碰撞前、后 弹簧模型 十m)0装,2m16=2m1十mg)0美+E弹簧处于 两个物体构成的系统的机械能 原长时弹性势能为0,系统满足动量守恒、机械能守恒, 不可能损失,则两个物体间发生 z mw=mu1十m,2m6=号m1f+m,暖, 1 了弹性碰撞;若两个物体发生碰 撞时形变属于非弹性的,碰撞后 m1一m 2m1 V1= 20,02 m1+m2 不能恢复原状,碰撞前、后两个 m1十m 28 第一章 动量守恒定律 续表 物体构成的系统的机械能不再 模型分类 特点及满足的规律 相等,则两个物体间的碰撞为非 弹性碰撞 最高点:m与M具有共同的水平速度,且m不可能从 若两个物体碰撞后合为一 子光滑圆孤 此处离开轨道,系统水平方向动量守恒,系统机械能守 体,则形变完全不能恢复,此时 1 轨道模型 0=M+m)共,2mu6=2M+m)u共十W 损失的动能最大 M百m 最低点:m与M分离点,系统水平方向动量守恒,系统 71nT 1 机械能守恒,m=ma+2,2二{, 系统动量守恒、能量守恒. 子弹打木块模型 mvo=(m十M)v, 几s=方ami-cM+mo: 1 叠加体间相对运动, 物体A以速度o滑上静止在光滑水平面上的小车B, 当A在B上滑行的距离最远时,A、B两物体相对静 B 止,则A、B两物体的速度必相等 例①如图所示,小球A用长为R=0.9m的不可伸长的轻绳 记方法@ 悬挂于O点,在光滑的水平地面上,小物块B(可视为质点)置于 解答滑块一木板类问题时, 长木板C(其右端有一不计厚度的轻质挡板)的左端静止.现将小 应注意以下几,点: 球A向左拉起,使轻绳伸直并与竖直方向成0=60°角,小球由静 1.把滑块、木板看作一个整 止释放,当小球运动到最低点时恰好与物块B发生弹性正碰,已 体,摩擦力为内力,在光滑水平 面上滑块和木板组成的系统动 知B与C间的动摩擦因数4=0.25,物块B与挡板恰好能不相 量守恒。 碰,A、B、C的质量均为m=1kg,重力加速度为g=10m/s. 2.由于摩擦生热,机械能转 (1)求小球A与物块B碰后物块B的速度大小v. 化为内能,系统机械能不守恒, (2)求木板C的长度L 应用能量守恒定律求解问题 (3)若通过砂纸打磨木板C,B与C间的动摩擦因数变为 3.最后滑块若未滑离木板, u'=0.10(木板C的长度、质量都不变),重复上述运动,物块B与 则二者有共同速度,机械能损失 最多 挡板发生碰撞,且物块B恰好能回到木板C左端而不脱离,求物 块B与挡板碰撞过程中损失的机械能△E损· 601 OA ▣BC 解析(1)小球A运动到最低点时有mgR(1一c0s60°)= 2m月 当小球运动到最低,点时恰好与物块B发生弹性正碰,则有A=muA十 mwB,2ui=2mu+2mu,联立解得oB=3m/s. 1 1 (2)物块B在C上运动的过程中,物块B与挡板恰好能不相碰,则有 29 重难点手册高中物理选择性必修第一册R」 m-(m+moomglmmmv 解得L=0.9m. (3)由题意知,此过程中mvB=(m十m)v, AE播+'ng·2L三2m0B2-今(m十n)v2, 解得△E损=0.45J. 关键能力提升 题型(① 碰撞的特点及结果分析 C.A静止,B向右运动 例1[教材P24T5]质量为m、速度为v D.A向左运动,B向右运动 的A球跟质量为3m的静止B球发生正碰.碰 题型2子弹一木块模型 撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,因此,碰 例②如图甲所示,质量为M的木块静止 撞后B球的速度可能有不同的值.请你论证: 于光滑的水平面上,一质量为m、速度为o的 碰撞后B球的速度可能是以下值吗? 子弹水平射入木块且未穿出.设木块对子弹的 (1)0.6u;(2)0.4w. 阻力恒为F阻,求: 解析若发生弹性碰撞,碰撞过程中动量和机械 m M 能守恒,以v的方向为正方向,则有mw=mu1十3m2, 777K77777776 2mu21 1 mi十号×3m,解得og一0.5,若发生 甲 (1)木块至少为多长时子弹才不会穿出? 完全非弹性碰撞,则有mv=(m十3m)v3,解得v3= 0.250.所以B的速度范围为0.25v到0.5v之间,故 (2)子弹在木块中运动的时间 只有0.4v可能. 解析子弹在木块中射入的深度1即为木块的最 深挖教材 短长度.此后m和M以共同速度v一起做匀速直线 运动,过程如图乙所示 此类题考查碰撞问题的可能性分析,解决碰撞 问题时要遵循三个规律:动量守恒定律、碰后系统的 动能不增加和碰撞过程要符合实际情况.如2025年 M Tmmmmmmg 广东卷就考查了碰撞问题的可能性分析。 乙 (1)以m和M组成的系统为研究对象,由动量守 变式①如图所示,两滑块A、B在光滑水 恒定律得mw。=(m十M)z. ① 平面上沿同一直线相向运动,滑块A的质量为 设木块此过程的位移为x,则子弹的位移为x十 m,速度大小为2w0,方向向右,滑块B的质量 L,根据动能定理可知, 为2m,速度大小为vo,方向向左,两滑块发生 1 ② 弹性碰撞后的运动状态是( 对木块:Fmx= M2, 左2 2mu2、.1 对子弹:一F(x十1)= ③ A B ww0 A.A和B都向左运动 由①②③式解得1= Mmv 2Fm (M+m) B.A和B都向右运动 (2)对子弹,根据动量定理有 30 第一章动量守恒定律通 -Fa t-mv-mvo, ④ D.碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能 由①④式解得t= Mmvo 解析由st图像的斜率得,碰前m2的位移不随 (M+m)Fu' 时间变化而变化,处于静止状态,1的速度大小01 方法总结 △s 一个物体在另一个物体表面(物体所在的水平 △t =4m/s,方向只有向右才能与m2相撞,故A正 面光滑)或内部运动,整个系统在运动方向上不受 确.设向右为正方向,由图乙可知,碰后2的速度方 外力,系统动量守恒,从能量的观,点来看,系统损失 向为正方向,说明m2向右运动,m1的速度方向为负 的动能转化为二者的内能,即Fx相对=△Ek横: 方向,说明1向左运动,故B错误.由图乙求出碰后 m2和m1的速度分别为v2=2m/s,v1=一2m/s,根 变式2如图所示,两木块A、B用轻质弹 据动量守恒定律得m101=m2v2十m11,代入数据解 簧连在一起置于粗糙水平面上.一颗子弹水平 得m2=0.3kg,故C正确.碰撞过程中系统损失的机 射入木块A并留在其中,在子弹射入木块A 械能△E= 1 及弹簧被压缩的整个过程中,下列说法中正确 772,,22,x之一二一22元2,火入菱主居角军 的是( 得△E=O,故D错误. B MA右 答案AC 7777777777777777777777777777777777 方法总结 A.在子弹射入木块A的过程中,子弹和 本题首先考查读图能力,关键是抓住位移一时 木块A组成的系统动量守恒、机械能守恒 间图像的斜率表示速度;其次要注意矢量的方向 B.在子弹射人木块A的过程中,子弹和木 由数学知识求出碰撞前、后两球的速度,分析碰撞 块A组成的系统动量不守恒,机械能不守恒 前后两球的运动情况.根据动量守恒定律求解两球 C.在弹簧被压缩的过程中,系统动量守 质量的关系,由能量守恒定律求出碰撞过程中系统 恒、机械能不守恒 损失的机械能。 D.在弹簧被压缩的过程中,系统动量、机 变式3A、B两球沿同一直线运动并发 械能都不守恒 生正碰,如图所示为两球碰撞前、后的位移 题型3碰撞的图像问题 时间图像.a、b分别为A、B两球碰撞前的位 例③(多选)如图甲所示,在光滑水平面 移一时间图线,c为碰撞后两球共同运动的位 上的两小球发生正碰,小球的质量分别为m1 移一时间图线.若A球的质量m=2kg,则下 列说法正确的是( 和m2(以下分别用m1、m2指代两小球).图乙 x/m 为它们碰撞前、后的s-t(位移一时间)图像.已 10 知m1=0.1kg,由此可以判断( As/m 6 12 m m m 0 1 234t/s 左m m右 m 7777777777 77777777777777777 2 6 t/s A.碰撞过程A的动量变化量为4kg·m/s 分 B.B球的质量是4kg A.碰前m2静止,m1向右运动 C.碰撞过程中A对B的冲量为8N·s B.碰后m2和m1都向右运动 D.碰撞过程中A、B两球组成的系统损失 C.m2=0.3kg 的动能为8J 31 重难点手册高中物理选择性必修 第一册RJ VIABAAIIIIIIAIIII1A110111011111111111111111111111111111111101111111111111111 核心素养聚焦 11111111i111i1 考向①碰撞与图像的综合 为01:02=2:3,若假设V1=20,则02=30,此时满 例①(2025·广东卷)如图所示,在光滑 足号·3m(4o+2·2m(6oyP>号·3mi+号· 的水平面上,两小球M、N分别受到拉力F1、 2mu,则假设成立,因M、N的加速度大小之比仍为 F2的作用,由静止开始在同一直线上相向运 2:3,则停止运动的时间之比为1:1,对M来说碰撞 动,在t1时刻发生正碰后各自反向运动.已知 前、后的速度之比为4v:2v=2:1,可知碰撞前、后 F1、F2始终大小相等、方向相反,从开始运动 运动时间之比为2:1,可知A正确,C错误。 到碰撞后速度第1次减为0的过程中,两小球 答案A 的速度v随时间t变化的关系图,可能正确的 考查内容 核心素养 试题难度 是( 结合图像考查对弹性碰撞和 科学思维 ★★★☆☆ M FF 非弹性碰撞的理解与运用 考向(②子弹打木块问题 例2(2024·湖北卷)(多选)如图所示, 在光滑水平面上静止放置一质量为M、长为L 的木块,质量为m的子弹水平射人木块,设子 B 弹在木块内运动过程中受到的阻力不变,其大 小f与射入初速度大小o成正比,即f=kv。 (k为已知常数).改变子弹的初速度大小0, 若木块获得的速度最大,则( D M 解析根指牛颜第二定律a开,两物体所灸外力 777777777777777777777777777777777777 F大小相等,由图像的斜率等于加速度可知M、N的 A.于弹的初速度大小为2L(m十M0 mM 加速度大小之比为4:6=2:3,可知M、N的质量之 比为6:4=3:2.设M、N的质量分别为3m和2m, B.子弹在木块中运动的时间为(m十M0 2mM 由图像可设M、N碰前的速度分别为4v和6u,则因 C木块和子弹损失的总动能为L(m十M0 mM M、N系统所受合外力为O,向右为正方向,则系统 动量守恒,由动量守恒定律有3m·40一2m·6v= D.木块在加速过程中运动的距离为 3mw1十2mw2,若系统为弹性碰撞,由能量关系可知 mL m+M 合·3m(4o)+号·2m(6oP=克·3mi+号 1 解析由题意可知,子弹恰好射穿木块且二者共 2mv,解得v1=-4v、v2=6v.因M、N的加速度大 速时木块获得的速度最大,由动量守恒定律可得wo= 小之比仍为2:3,则停止运动的时间之比为1:1,即 cM十m加,由能量守恒定律得a,L=方m-号CM叶 两物体一起停止,故B、D错误.若不是弹性碰撞,则3m· m)2,解得子弹的初速度大小为0。= 2kL(M+m) 4v-2m·6=3m01十2mo2,可知碰后速度大小之比 Mm 32 第一章动量守恒定律通 A正确;由动量定理,对木块,有kot=Mv,解得子弹 A.甲在斜坡上运动时与乙相对静止 Mm 在木块中运动的时间为t bM干m)B错误;木块和 B.碰撞后瞬间甲的速度等于碰撞前瞬间 2k2L2(M+m) 乙的速度 子弹损失的总动能为△Ek=u,L= Mm C.乙的运动时间与H乙无关 C错误;对木块,由动能定理有kv0x= 2Mu,解得 D.甲最终停止位置与0处相距Hz mL x一M+m D正确. 解析两滑块在光滑斜坡上加速度相同,同时由 答案AD 静止开始下滑,则相对静止,A正确;两滑块发生弹性 碰撞,由于质量相同,可知碰后两滑块交换速度,B正 考查内容 核心素养 试题难度 考查动量守恒定律与能量守 确:设斜面领角为9,乙下浴过程有1。=8血0·, 科学思维 ★★★★☆ 恒定律的综合运用 在水平面运动一段时间t2后与甲相碰假设有一种极 考向3弹性碰撞 限情况,Hz很大,以至于t2的时间相对于t1可忽略 例B(2024·广东卷)(多选)如图所示, 不计,且碰时甲已经停止运动,Hz越大,t1越大,则 光滑斜坡上,可视为质点的甲、乙两个相同滑 运动时间与Hz有关,C错误;乙下滑过程有mgHz 1 块,分别从H甲、H乙高度同时由静止开始下 =2mu吃,由于甲和乙发生弹性碰撞,交换速度,则可 滑.斜坡与水平面在O处平滑相接,滑块与水 知甲最终停止位置与不发生碰撞时乙最终停止的位 平面间的动摩擦因数为4,乙在水平面上追上 置相同,则如果不发生碰撞,乙在水平面运动到停止 甲时发生弹性碰撞.忽略空气阻力.下列说法 H元 有v2=2gx,联立可得x= ,D正确 正确的是( 答案ABD H 考查内容 核心素养 试题难度 H 777n777 弹性碰撞 科学思维 ★★★☆☆ 33

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1 第5节 弹性碰撞和非弹性碰撞-【重难点手册】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册(人教版)
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