2019年高考物理大一轮复习-第06章-动量-第2讲-碰撞-爆炸和反冲运动-新人教版.ppt

动量动量第第 六六 章章第二讲碰撞爆炸和反冲运动第二讲碰撞爆炸和反冲运动0202核心考点探究突破0303模拟演练稳基提能栏目导航0101基础再现双基落实0404课后回顾高效练习0101基础再现双基落实1.特点：碰撞时间特点：碰撞时间_，外力，外力_碰撞物体间的内力碰撞物体间的内力2遵循规律：动量遵循规律：动量_.一一碰撞及特征碰撞及特征 极短极短 远小于远小于 守恒守恒 速度交换速度交换 (2)非弹性碰撞非弹性碰撞动量守恒：动量守恒：m1v1m2v2m1v1m2v2机械能减少，损失的机械能转化为内能机械能减少，损失的机械能转化为内能|Ek|Ek初初Ek末末Q(3)完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞动量守恒：动量守恒：m1v1m2v2(m1m2)v共共碰撞中机械能损失最多碰撞中机械能损失最多|Ek|_1.爆炸爆炸爆炸过程中的内力远大于外力爆炸过程中的内力远大于外力，爆炸的各部分组成的系统总动量，爆炸的各部分组成的系统总动量_.2反冲运动反冲运动(1)物物体体在在内内力力作作用用下下分分裂裂为为两两个个不不同同部部分分并并且且这这两两部部分分向向_方方向向运运动动的的现象现象(2)反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用_定律来处理定律来处理二二爆炸和反冲运动爆炸和反冲运动 守恒守恒 相反相反 动量守恒动量守恒 1(人人教教版版选选修修35 P21第第2题题)质质量量为为m、速速度度为为v的的A球球跟跟质质量量为为3m的的静静止止B球球发发生生正正碰碰碰碰撞撞可可能能是是弹弹性性的的，也也可可能能是是非非弹弹性性的的，因因此此，碰碰撞撞后后B球球的的速速度度允允许许有不同的值，请你论证：碰撞后有不同的值，请你论证：碰撞后B球的速度可能是以下值吗？球的速度可能是以下值吗？(1)0.6v；(2)0.4v；(3)0.2v.2(人人教教版版选选修修35P24第第1题题)一一个个连连同同装装备备共共有有100 kg的的宇宇航航员员，脱脱离离宇宇宙宙飞飞船船后后，在在离离飞飞船船45 m的的位位置置与与飞飞船船处处于于相相对对静静止止状状态态装装备备中中有有一一个个高高压压气气源源，能能以以50 m/s的的速速度度喷喷出出气气体体宇宇航航员员为为了了能能在在10 min内内返返回回飞飞船船，他他需需要要在在开开始始返返回回的瞬间一次性向右喷出多少气体？的瞬间一次性向右喷出多少气体？解解析析：设设一一次次性性向向后后喷喷出出的的气气体体质质量量为为m，宇宇航航员员连连同同装装备备总总质质量量为为M.取取宇宇航航员连同装备整体为研究对象，由动量守恒定律员连同装备整体为研究对象，由动量守恒定律0(Mm)v1mv2xv1t解得解得m0.15 kg.答案：答案：0.15 kg物体的碰撞是否为弹性碰撞的判断物体的碰撞是否为弹性碰撞的判断弹弹性性碰碰撞撞是是碰碰撞撞过过程程中中无无机机械械能能损损失失的的碰碰撞撞，遵遵循循的的规规律律是是动动量量守守恒恒定定律律和和机机械能守恒定律，确切地说是碰撞前后系统动量守恒，动能不变械能守恒定律，确切地说是碰撞前后系统动量守恒，动能不变(1)题目中明确告诉物体间的碰撞是弹性碰撞题目中明确告诉物体间的碰撞是弹性碰撞(2)题题目目中中明明确确告告诉诉是是弹弹性性小小球球、光光滑滑钢钢球球或或分分子子(原原子子等等微微观观粒粒子子)碰碰撞撞的的，都都是弹性碰撞是弹性碰撞0202核心考点探究突破考点一考点一 碰撞问题分析碰撞问题分析(多多选选)甲甲、乙乙两两球球在在光光滑滑的的水水平平面面上上，沿沿同同一一直直线线同同一一方方向向运运动动，它它们们的的动动量量分分别别为为P甲甲10 kgm/s，P乙乙14 kgm/s，已已知知甲甲的的速速度度大大于于乙乙的的速速度度，当当甲甲追追上上乙乙发发生生碰碰撞撞后后，乙乙球球的的动动量量变变为为20 kgm/s，则则甲甲、乙两球的质量乙两球的质量m甲甲 m乙乙的关系可能是的关系可能是()A3 10B1 4C1 10 D1 6 AB(3)速速度度要要符符合合情情景景：如如果果碰碰前前两两物物体体同同向向运运动动，则则后后面面物物体体的的速速度度必必大大于于前前面面物物体体的的速速度度，即即v后后v前前，否否则则无无法法实实现现碰碰撞撞碰碰撞撞后后，原原来来在在前前的的物物体体的的速速度度一一定定增增大大，且且原原来来在在前前的的物物体体的的速速度度大大于于或或等等于于原原来来在在后后的的物物体体的的速速度度即即v前前v后后，否否则则碰碰撞撞没没有有结结束束如如果果碰碰前前两两物物体体是是相相向向运运动动，则则碰碰后后，两两物物体体的的运运动动方方向向不不可可能都不改变，除非两物体碰撞后速度均为零能都不改变，除非两物体碰撞后速度均为零在在同同一一直直线线上上同同方方向向运运动动的的质质量量相相等等的的甲甲、乙乙两两物物体体发发生生正正碰碰，已已知知碰碰撞撞前前甲甲、乙乙的的速速度度大大小小之之比比为为2 1，碰碰撞撞后后甲甲、乙乙的的速速度大小之比为度大小之比为4 5，下列说法正确的是，下列说法正确的是()A碰撞后甲和乙的运动方向可能相反碰撞后甲和乙的运动方向可能相反B甲碰撞前后的速度之比为甲碰撞前后的速度之比为2 3C甲碰撞前后的速度之比为甲碰撞前后的速度之比为3 2D在碰撞中乙的速度变化量比甲大在碰撞中乙的速度变化量比甲大 C 1(多多选选)(2017武武汉汉一一模模)如如图图所所示示，弧弧形形轨轨道道固固定定于于足足够够长长的的水水平平轨轨道道上上，弧弧形形轨轨道道与与水水平平轨轨道道平平滑滑连连接接，水水平平轨轨道道上上静静置置一一小小球球B和和C小小球球A从从弧弧形形轨轨道道上上离离地地高高h处处由由静静止止释释放放，小小球球A沿沿轨轨道道下下滑滑后后与与小小球球B发发生生弹弹性性正正碰碰，碰碰后后小小球球A被被弹弹回回，B球球与与C球球碰碰撞撞后后粘粘在在一一起起，A球球弹弹回回后后再再从从弧弧形形轨轨道道上上滚滚下下，已已知知所所有有接接触触面面均均光光滑滑，A、C两两球球的的质质量量相相等等，B球球的的质质量量是是A球球质质量量的的2倍倍，如如果果让让小小球球A从从h0.3 m处由静止释放，则下列说法正确的是处由静止释放，则下列说法正确的是(重力加速度为重力加速度为g10 m/s2)()AD(1)小球小球A撞击轻质弹簧的过程中，弹簧弹性势能的最大值；撞击轻质弹簧的过程中，弹簧弹性势能的最大值；(2)要使小球要使小球A与小球与小球B能发生两次碰撞，能发生两次碰撞，m1与与m2应满足什么关系应满足什么关系1.爆炸过程的特征爆炸过程的特征(1)动动能能增增加加：在在爆爆炸炸过过程程中中，由由于于有有其其他他形形式式的的能能量量(如如化化学学能能)转转化化为为动动能能，所以爆炸后系统的总动能增加所以爆炸后系统的总动能增加(2)位位置置不不变变：爆爆炸炸的的时时间间极极短短，因因而而在在作作用用过过程程中中，物物体体产产生生的的位位移移很很小小，一一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从作用前的位置以新的动量开始运动般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从作用前的位置以新的动量开始运动(3)由于内力由于内力外力，故爆炸过程动量守恒外力，故爆炸过程动量守恒考点二考点二 爆炸和反冲运动爆炸和反冲运动 2反冲过程的特征反冲过程的特征反反冲冲运运动动过过程程中中，有有其其他他形形式式的的能能转转化化为为动动能能，系系统统的的总总动动能能将将增增加加，其其增增加加的原因是：在反冲运动中，作用力和反作用力均做正功的原因是：在反冲运动中，作用力和反作用力均做正功(1)反反冲冲运运动动过过程程中中，系系统统在在某某一一方方向向不不受受外外力力或或外外力力远远小小于于物物体体间间的的相相互互作作用用力，可应用动量守恒定律力，可应用动量守恒定律(2)研研究究反反冲冲运运动动的的目目的的是是找找反反冲冲速速度度的的规规律律，求求反反冲冲速速度度的的关关键键是是确确定定系系统统和和其他各物体对他的运动状态其他各物体对他的运动状态3模型展示模型展示(1)炸药爆炸过程中炸药对炸药爆炸过程中炸药对C的冲量；的冲量；(2)炸药的化学能有多少转化为机械能？炸药的化学能有多少转化为机械能？答案：答案：见解析见解析(2018重重庆庆一一中中月月考考)多多弹弹头头攻攻击击系系统统是是破破解解导导弹弹防防御御体体系系的的重重要要手手段段同同一一水水平平面面上上的的A、B两两个个军军事事目目标标的的位位置置关关系系如如图图，P、Q是是其其连连线线上上的的两两个个三三等等分分点点，现现有有一一枚枚母母弹弹无无动动力力运运动动至至P点点正正上上方方的的K点点时时分分裂裂成成两两个个质质量量相相等等的的分分弹弹头头，分分别别命命中中A、B两两个个目目标标已已知知分分裂裂前前后后炮炮弹弹的的速速度度均在水平方向且不计空气阻力若该母弹在均在水平方向且不计空气阻力若该母弹在K点没有成功分裂，它的落点将在点没有成功分裂，它的落点将在()AA与与P之间之间 BP与与Q之间之间CQ点处点处DQ与与B之间之间B(2014广广东东理理综综)如如图图所所示示的的水水平平轨轨道道中中，AC段段的的中中点点B的的正正上上方方有有一一探探测测器器，C处处有有一一竖竖直直挡挡板板，物物体体P1沿沿轨轨道道向向右右以以速速度度v1与与静静止止在在A点点的的物物体体P2碰碰撞撞，并并结结合合成成复复合合体体P.以以此此碰碰撞撞时时刻刻为为计计时时零零点点，探探测测器器只只在在t12 s到到t24 s内内工工作作，已已知知P1、P2的的质质量量都都为为m1 kg，P与与AC间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为0.1，AB段段长长L4 m，g取取10 m/s2.P1、P2和和P均均视视为为质质点点，P与与挡挡板板的的碰碰撞撞为为弹性碰撞弹性碰撞(1)若若v16 m/s，求，求P1、P2碰后瞬间的速度大小碰后瞬间的速度大小v和碰撞损失的动能和碰撞损失的动能E；(2)若若P与与挡挡板板碰碰后后，能能在在探探测测器器的的工工作作时时间间内内通通过过B点点，求求v1的的取取值值范范围围和和P向向左经过左经过A点时的最大动能点时的最大动能E.答案：答案：(1)3 m/s9 J(2)10 m/sv114 m/s17 J3(2018河河南南灵灵宝宝中中学学检检测测)如如图图所所示示，有有一一条条捕捕鱼鱼小小船船停停靠靠在在湖湖边边码码头头，小小船船又又窄窄又又长长(估估计计重重一一吨吨左左右右)一一位位同同学学想想用用卷卷尺尺粗粗略略测测定定它它的的质质量量他他进进行行了了如如下下操操作作：首首先先将将船船平平行行于于码码头头自自由由停停泊泊，轻轻轻轻从从船船尾尾上上船船，走走到到船船头头停停下下，然然后后轻轻轻轻下下船船用用卷卷尺尺测测出出船船后后退退的的距距离离d，然然后后用用卷卷尺尺测测出出船船长长L.已已知知他他的的自自身身质质量量为为m，渔船的质量为，渔船的质量为()B 4(2018黑黑龙龙江江哈哈三三中中模模拟拟)在在光光滑滑水水平平桌桌面面上上O处处固固定定一一个个弹弹性性挡挡板板，P处处有有一一可可视视为为质质点点的的质质量量为为2 kg的的物物块块C静静止止，OP的的距距离离等等于于PQ的的距距离离，两两个个可可视视为为质质点点的的小小物物块块A、B间间夹夹有有炸炸药药，一一起起以以v05 m/s的的速速度度向向右右做做匀匀速速运运动动，到到P处处碰碰C前前引引爆爆炸炸药药，A、B瞬瞬间间弹弹开开且且在在一一条条直直线线上上运运动动，B与与C发发生生碰碰撞撞后后瞬瞬间间粘粘在在一一起起，已已知知A的的质质量量为为1 kg，B的的质质量量为为2 kg，若若要要B、C到到达达Q之之前前不不再再与与A发发生生碰碰撞撞，则则A、B间间炸炸药药释释放放的的能能量量应应在在什什么么范范围围内内？(假假设设爆爆炸炸释释放放的的能能量量全全部部转转化化为为物物块块的的动动能能)答案：答案：3 JE1 875 J利用动量和能量的观点解题利用动量和能量的观点解题(1)若若研研究究对对象象为为一一个个系系统统，应应优优先先考考虑虑应应用用动动量量守守恒恒定定律律和和能能量量守守恒恒定定律律(机机械能守恒定律械能守恒定律)(2)若研究对象为单一物体，且涉及功和位移问题时，应优先考虑动能定理若研究对象为单一物体，且涉及功和位移问题时，应优先考虑动能定理(3)因因为为动动量量守守恒恒定定律律、能能量量守守恒恒定定律律(机机械械能能守守恒恒定定律律)、动动能能定定理理都都只只考考查查一一个个物物理理过过程程的的始始末末两两个个状状态态有有关关物物理理量量间间的的关关系系，对对过过程程的的细细节节不不予予细细究究，这这正正是是它们的方便之处，特别对于变力做功问题，就更显示出它们的优越性它们的方便之处，特别对于变力做功问题，就更显示出它们的优越性考点三考点三 动量和能量的综合应用动量和能量的综合应用(1)小球小球1碰撞小球碰撞小球2之前的速度之前的速度v1的大小；的大小；(2)在在1、2两球碰撞后的瞬间，小球两球碰撞后的瞬间，小球2的速度的速度v2的大小；的大小；(3)若若在在相相邻邻两两个个小小球球都都完完成成一一次次碰碰撞撞后后，小小球球n可可在在竖竖直直面面内内做做圆圆周周运运动动并并能能通通过过其其正正上上方方的的最最高高点点，n的的取取值值至少为多大？至少为多大？(1)弄清有几个物体参与运动，并划分清楚物体的运动过程弄清有几个物体参与运动，并划分清楚物体的运动过程(2)灵活选用动量守恒定律或机械能守恒定律解题灵活选用动量守恒定律或机械能守恒定律解题A2 2 1 B3 3 1C4 4 1 D3 2 1B 5如如图图所所示示，质质量量为为3 kg的的木木箱箱静静止止在在光光滑滑的的水水平平面面上上，木木箱箱内内粗粗糙糙的的底底板板正正中中央央放放着着一一个个质质量量为为1 kg的的小小木木块块，小小木木块块可可视视为为质质点点现现使使木木箱箱和和小小木木块块同同时时获获得得大大小小为为2 m/s的的方方向向相相反反的的水水平平速速度度，小小木木块块与与木木箱箱每每次次碰碰撞撞过过程程中中机机械械能能损损失失0.4 J，小小木木块块最最终终停停在在木木箱箱正正中中央央已已知知小小木木块块与与木木箱箱底底板板间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为0.3，木箱内底板长为木箱内底板长为0.2 m(g取取10 m/s2)求：求：(1)木箱的最终速度的大小；木箱的最终速度的大小；(2)小木块与木箱碰撞的次数小木块与木箱碰撞的次数答案：答案：(1)1 m/s(2)6次次6(2017湖湖北北二二模模)儿儿童童智智力力拼拼装装玩玩具具“云云霄霄飞飞车车”的的部部分分轨轨道道简简化化为为如如图图所所示示模模型型：光光滑滑水水平平轨轨道道MN与与半半径径为为R的的竖竖直直光光滑滑圆圆弧弧轨轨道道相相切切于于N点点，质质量量为为m的的小小球球A静静止止于于P点点，小小球球半半径径远远小小于于R.与与A相相同同的的小小球球B以以速速度度v0向向右右运运动动，A、B碰碰后后粘粘在在一一起起求求当当v0的的大大小小在在什什么么范范围围时时，两两小小球球在在圆圆弧弧轨轨道道内内运运动动时时不不会会脱脱离离圆圆弧弧轨道已知重力加速度为轨道已知重力加速度为g.