碰撞題型總結(jié)PPT課件

1、【規(guī)律方法規(guī)律方法】 處理碰撞問(wèn)題的思路處理碰撞問(wèn)題的思路( (1)對(duì)一個(gè)給定的碰撞,首先要看動(dòng)量是否守恒,其次再看總動(dòng)能是否增加.(2)一個(gè)符合實(shí)際的碰撞,除動(dòng)量守恒外還要滿足能量守恒,注意碰撞完成后不可能發(fā)生二次碰撞的速度關(guān)系判定.(3)要靈活運(yùn)用幾個(gè)關(guān)系轉(zhuǎn)換動(dòng)能、動(dòng)量.第1頁(yè)/共35頁(yè)一、選擇題1.(20111.(2011海淀區(qū)高二檢測(cè))A)A、B B兩物體發(fā)生正碰，碰撞前后物體A A、B B都在同一直線上運(yùn)動(dòng)，其位移時(shí)間圖象如圖所示. .由圖可知，物體A A、B B的質(zhì)量之比為( )( )A.11 B.12 C.13 D.31A.11 B.12 C.13 D.31【解析解析】選選C.C

2、.由圖象知：碰前由圖象知：碰前v vA A=4 m/s,v=4 m/s,vB B=0.=0.碰后碰后vvA A= = vvB B=1 m/s,=1 m/s,由動(dòng)量守恒可知由動(dòng)量守恒可知m mA Av vA A+0=m+0=mA Av vA A+m+mB Bv vB B，解得，解得m mB B=3m=3mA A. .故選項(xiàng)故選項(xiàng)C C正確正確. .第2頁(yè)/共35頁(yè)【規(guī)律方法規(guī)律方法】 處理碰撞問(wèn)題的思路處理碰撞問(wèn)題的思路(1)(1)對(duì)一個(gè)給定的碰撞對(duì)一個(gè)給定的碰撞, ,首先要看動(dòng)量是否守恒首先要看動(dòng)量是否守恒, ,其次再看總動(dòng)其次再看總動(dòng)能是否增加能是否增加. .(2)(2)一個(gè)符合實(shí)際的碰撞一

3、個(gè)符合實(shí)際的碰撞, ,除動(dòng)量守恒外還要滿足能量守恒除動(dòng)量守恒外還要滿足能量守恒, ,注注意碰撞完成后不可能發(fā)生二次碰撞的速度關(guān)系判定意碰撞完成后不可能發(fā)生二次碰撞的速度關(guān)系判定. .(3)(3)要靈活運(yùn)用要靈活運(yùn)用 幾個(gè)關(guān)幾個(gè)關(guān)系轉(zhuǎn)換動(dòng)能、動(dòng)量系轉(zhuǎn)換動(dòng)能、動(dòng)量. .2kkkk2Ep1Ep2mEEpvp2m2v或；或第3頁(yè)/共35頁(yè)【變式訓(xùn)練】如圖所示，abcabc是光滑的軌道，其中abab是水平的，bcbc為與abab相切的位于豎直平面內(nèi)的半圓，半徑R=0.30 m.R=0.30 m.質(zhì)量m=0.20 kgm=0.20 kg的小球A A靜止在軌道上，另一質(zhì)量M=0.60 kgM=0.60 kg

4、、速度為v v0 0=5.5 m/s=5.5 m/s的小球B B與小球A A正碰. .已知相碰后小球A A經(jīng)過(guò)半圓的最高點(diǎn)c c落到軌道上距b b點(diǎn)為 處，重力加速度g g取10 m/s10 m/s2 2，求：碰撞結(jié)束時(shí)，小球A A和B B的速度的大小. .L4 2R第4頁(yè)/共35頁(yè)【解析解析】A A球平拋，球平拋，故：故：由機(jī)械能守恒知：由機(jī)械能守恒知：得碰撞結(jié)束時(shí)，小球得碰撞結(jié)束時(shí)，小球A A速度：速度：v vA A=6 m/s=6 m/s由動(dòng)量守恒：由動(dòng)量守恒：MvMv0 0=mv=mvA A+Mv+MvB B小球小球B B速度：速度：v vB B=3.5 m/s=3.5 m/scc4R

5、Lv tvg，cgvL4R22cA11mv2mgRmv22，第5頁(yè)/共35頁(yè) 【變式2 2】如圖所示，一輕質(zhì)彈簧的一端固定在滑塊B B上，另一端與滑塊C C接觸但不連接，該整體靜止在光滑水平地面上，并且C C被鎖定在地面上. .現(xiàn)有一滑塊A A從光滑曲面上離地面h h高處由靜止開始下滑，與滑塊B B發(fā)生碰撞并粘連在一起壓縮彈簧，當(dāng)速度減為碰后速度一半時(shí)滑塊C C解除鎖定. .已知m mA A=m,m=m,mB B=2m,m=2m,mC C=3m.=3m.求：(1)(1)滑塊A A與滑塊B B碰撞結(jié)束瞬間的速度；(2)(2)被壓縮彈簧的最大彈性勢(shì)能. .第6頁(yè)/共35頁(yè)【解析解析】(1)(1)滑

6、塊滑塊A A下滑過(guò)程中機(jī)械能守恒，設(shè)下滑過(guò)程中機(jī)械能守恒，設(shè)A A到達(dá)水平面時(shí)到達(dá)水平面時(shí)速度為速度為v v1 1, ,由機(jī)械能守恒定律有由機(jī)械能守恒定律有A A、B B碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，設(shè)滑塊碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，設(shè)滑塊A A與滑塊與滑塊B B碰撞結(jié)束瞬間的碰撞結(jié)束瞬間的速度為速度為v v2 2, ,由動(dòng)量守恒定律有由動(dòng)量守恒定律有2AA111m ghm v ,v2gh2解得A1A1AB22ABm v1m vmmv ,v2ghmm3解得第7頁(yè)/共35頁(yè)(2)(2)滑塊滑塊C C解除鎖定后，滑塊解除鎖定后，滑塊A A、B B繼續(xù)壓縮彈簧，被壓縮彈簧繼續(xù)壓縮彈簧，被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，滑塊

7、的彈性勢(shì)能最大時(shí)，滑塊A A、B B、C C速度相等，設(shè)為速度速度相等，設(shè)為速度v v3 3, ,由由動(dòng)量守恒定律有：動(dòng)量守恒定律有： 故故 滑塊滑塊A A、B B發(fā)生碰撞后到彈簧壓縮最大，發(fā)生碰撞后到彈簧壓縮最大，A A、B B、C C及彈簧組成的及彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律有：系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律有：答案：答案：(1) (2)(1) (2)2ABABC3vmmmmmv .23211vv2gh.41222pmaxAB2ABC3pmax117Emmvmmmv Emgh.222412gh37mgh24第8頁(yè)/共35頁(yè)【典例】如圖所示，在質(zhì)量為M M的小車上掛有一單擺，

8、擺球的質(zhì)量為m m0 0，小車( (和單擺) )以固定的速度v v沿光滑水平地面運(yùn)動(dòng)，與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m m的靜止木塊發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短. .在此碰撞過(guò)程中，下列哪些說(shuō)法可能發(fā)生( )( )第9頁(yè)/共35頁(yè)A.A.小車、木塊、擺球的速度均發(fā)生變化，分別變?yōu)関 v1 1、v v2 2、v v3 3滿足(M+m(M+m0 0)v=Mv)v=Mv1 1+mv+mv2 2+m+m0 0v v3 3B.B.擺球的速度不變，小車和木塊的速度變?yōu)関 v1 1、v v2 2，滿足Mv=MvMv=Mv1 1+mv+mv2 2C.C.擺球的速度不變，小車和木塊的速度都變?yōu)関v，滿足Mv=(M+m)vMv=

9、(M+m)vD.D.小車和擺球的速度均變?yōu)関 v1 1，木塊的速度變?yōu)関 v2 2，滿足(M+m(M+m0 0)v=(M+m)v=(M+m0 0)v)v1 1+mv+mv2 2第10頁(yè)/共35頁(yè)【標(biāo)準(zhǔn)解答標(biāo)準(zhǔn)解答】選選B B、C.C.由題意知，小車與木塊在水平方向發(fā)生由題意知，小車與木塊在水平方向發(fā)生碰撞，從發(fā)生作用到結(jié)束是在極短時(shí)間內(nèi)在原位置完成的碰撞，從發(fā)生作用到結(jié)束是在極短時(shí)間內(nèi)在原位置完成的. .擺擺球用豎直線與小車相連，在此極短時(shí)間內(nèi)擺線懸點(diǎn)沿水平方球用豎直線與小車相連，在此極短時(shí)間內(nèi)擺線懸點(diǎn)沿水平方向沒(méi)有移動(dòng)，因而擺線此瞬間仍沿豎直方向，小球水平方向向沒(méi)有移動(dòng)，因而擺線此瞬間仍沿豎

10、直方向，小球水平方向速度不受影響速度不受影響( (碰撞之后小球如何參與總體運(yùn)動(dòng)，另當(dāng)別論碰撞之后小球如何參與總體運(yùn)動(dòng)，另當(dāng)別論).).選項(xiàng)選項(xiàng)A A、D D不正確不正確. .小車與木塊在光滑水平面上發(fā)生碰撞，在水小車與木塊在光滑水平面上發(fā)生碰撞，在水平方向不受外力作用，動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒定律知，選平方向不受外力作用，動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒定律知，選項(xiàng)項(xiàng)B B、C C所述的兩種情況均有可能發(fā)生：所述的兩種情況均有可能發(fā)生：(1)(1)小車與木塊碰后又小車與木塊碰后又分開，為分開，為B B項(xiàng)所述；項(xiàng)所述；(2)(2)小車與木塊合二為一，為小車與木塊合二為一，為C C項(xiàng)所述項(xiàng)所述. .綜綜上所述

11、，本題正確答案是上所述，本題正確答案是B B、C.C.第11頁(yè)/共35頁(yè)1.(20111.(2011淮安高二檢測(cè)) )質(zhì)量相等的A A、B B兩球在光滑水平面上沿同一條直線、同一方向運(yùn)動(dòng),A,A球的動(dòng)量p pA A=9 kgm/s,B =9 kgm/s,B 球的動(dòng)量p pB B=3 kgm/s,=3 kgm/s,當(dāng)A A球追上B B球時(shí)發(fā)生碰撞, ,則碰撞后A A、B B 兩球動(dòng)量的可能值是( )( )A.pA.pA A=6 kgm/s=6 kgm/s，ppB B=6 kgm/s=6 kgm/sB.pB.pA A=8 kgm/s=8 kgm/s，ppB B=4 kgm/s=4 kgm/sC.p

12、C.pA A=-2 kgm/s=-2 kgm/s，ppB B=14 kgm/s=14 kgm/sD.pD.pA A=-4 kgm/s=-4 kgm/s，ppB B=17 kgm/s=17 kgm/s第12頁(yè)/共35頁(yè)【解析解析】選選A.A.由碰撞前后兩球總動(dòng)量守恒由碰撞前后兩球總動(dòng)量守恒, ,即即p pA A+p+pB B= pA+= pA+pB,pB,可排除可排除D D；由碰撞后兩球總動(dòng)能不可能增加；由碰撞后兩球總動(dòng)能不可能增加, ,即即 可排除可排除C C；由碰撞后；由碰撞后A A球不可能穿越球不可能穿越B B球球, , 即即 可排除可排除B B；所以四個(gè)選項(xiàng)中只有；所以四個(gè)選項(xiàng)中只有A

13、A是可能的是可能的. .故正故正確答案為確答案為A.A.22ABpp,2m2mABppmm，22ABpp2m2m第13頁(yè)/共35頁(yè)2.2.在光滑水平面上停放著兩木塊A A和B B，A A的質(zhì)量大，現(xiàn)同時(shí)施加大小相等的恒力F F使它們相向運(yùn)動(dòng)，然后又同時(shí)撤去外力F F，結(jié)果A A和B B迎面相碰后合在一起，問(wèn)A A和B B合在一起后的運(yùn)動(dòng)情況將是( )( )A.A.停止運(yùn)動(dòng) B.B.因A A的質(zhì)量大而向右運(yùn)動(dòng)C.C.因B B的速度大而向左運(yùn)動(dòng) D.D.運(yùn)動(dòng)方向不能確定第14頁(yè)/共35頁(yè)【解析解析】選選A.A.碰撞問(wèn)題應(yīng)該從動(dòng)量的角度去思考，而不能僅碰撞問(wèn)題應(yīng)該從動(dòng)量的角度去思考，而不能僅看質(zhì)量或

14、者速度，因?yàn)樵谙嗷プ饔眠^(guò)程中，這兩個(gè)因素是共看質(zhì)量或者速度，因?yàn)樵谙嗷プ饔眠^(guò)程中，這兩個(gè)因素是共同起作用的同起作用的. .由動(dòng)量定理知，由動(dòng)量定理知，A A和和B B兩物體在碰撞之前的動(dòng)量等兩物體在碰撞之前的動(dòng)量等大反向，碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，因此碰撞之后合在一起的總大反向，碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，因此碰撞之后合在一起的總動(dòng)量為零，故選動(dòng)量為零，故選A.A.第15頁(yè)/共35頁(yè)3.3.在光滑水平面上，動(dòng)能為E E0 0動(dòng)量大小為p p0 0的小鋼球1 1與靜止的小鋼球2 2發(fā)生碰撞，碰撞前后球1 1的運(yùn)動(dòng)方向相反，將碰后球1 1的動(dòng)能和動(dòng)量大小分別記為E E1 1、p p1 1，球2 2的動(dòng)能和動(dòng)量大

15、小分別記為E E2 2、p p2 2，則必有( )( )A.EA.E1 1EE0 0 B.pB.p1 1pEE0 0 D.pD.p2 2pp0 0【解析解析】選選A A、B B、D.D.碰撞后的總動(dòng)能不可能增加，碰撞后的總動(dòng)能不可能增加，A A選項(xiàng)正選項(xiàng)正確，確，C C選項(xiàng)錯(cuò)誤；由選項(xiàng)錯(cuò)誤；由 得選項(xiàng)得選項(xiàng)B B正確；由動(dòng)量守恒，正確；由動(dòng)量守恒，p p0 0=p=p1 1+p+p2 2，由于小鋼球，由于小鋼球1 1碰后反向，即碰后反向，即p p1 10.0.所以所以p p2 2p p0 0，故，故D D正確正確. .kp2mE，第16頁(yè)/共35頁(yè)4.(20114.(2011雙鴨山高二檢測(cè))

16、)如圖所示的裝置中，木塊B B與水平面間接觸是光滑的，子彈A A沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，將彈簧壓縮到最短，現(xiàn)將子彈、木塊和彈簧合在一起作為研究對(duì)象( (系統(tǒng)) )，則此系統(tǒng)在從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個(gè)過(guò)程中( )( )A.A.動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒B.B.動(dòng)量不守恒，機(jī)械能不守恒C.C.動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒D.D.動(dòng)量不守恒，機(jī)械能守恒第17頁(yè)/共35頁(yè)5.(20115.(2011撫順高二檢測(cè)) )質(zhì)量相等的三個(gè)小球a a、b b、c c，在光滑的水平面上以相同的速率運(yùn)動(dòng)，它們分別與原來(lái)靜止的A A、B B、C C三球發(fā)生碰撞，碰撞后a a繼續(xù)沿原方向運(yùn)動(dòng)，b b靜止，c

17、 c沿反方向彈回，則碰撞后A A、B B、C C三球中動(dòng)量數(shù)值最大的是( )( )A.AA.A球 B.BB.B球C.CC.C球 D.D.三球一樣大第18頁(yè)/共35頁(yè)【解析解析】選選C.C.在三小球發(fā)生的碰撞過(guò)程中，動(dòng)量都是守恒的，在三小球發(fā)生的碰撞過(guò)程中，動(dòng)量都是守恒的，根據(jù)動(dòng)量守恒關(guān)系式：根據(jù)動(dòng)量守恒關(guān)系式：mvmv0 0=mv+Mv,=mv+Mv,整理可得：整理可得：Mv=mvMv=mv0 0-mv,-mv,取初速度方向?yàn)檎较?，不難得出取初速度方向?yàn)檎较颍浑y得出C C球的動(dòng)量數(shù)值是最大的球的動(dòng)量數(shù)值是最大的. .故故只有選項(xiàng)只有選項(xiàng)C C正確正確. .第19頁(yè)/共35頁(yè)6.6.如圖甲

18、所示，在光滑水平面上的兩小球發(fā)生正碰. .小球的質(zhì)量分別為m m1 1和m m2 2. .圖乙為它們碰撞前后的s-t(s-t(位移時(shí)間) )圖象. .已知m m1 1=0.1 kg.=0.1 kg.由此可以判斷( )( )第20頁(yè)/共35頁(yè)A.A.碰前m m2 2靜止，m m1 1向右運(yùn)動(dòng) B.B.碰后m m2 2和m m1 1都向右運(yùn)動(dòng)C.mC.m2 2=0.3 kg=0.3 kgD.D.碰撞過(guò)程中系統(tǒng)損失了0.4 J0.4 J的機(jī)械能第21頁(yè)/共35頁(yè)二、非選擇題7.7.手榴彈在離地高h(yuǎn) h處時(shí)的速度方向恰好沿水平方向向左，速度大小為v v，此時(shí)，手榴彈炸裂成質(zhì)量相等的兩塊，設(shè)消耗的火藥質(zhì)

19、量不計(jì)，爆炸后前半塊的速度方向仍沿水平向左，速度大小為3v3v，那么兩塊彈片落地點(diǎn)之間的水平距離多大？第22頁(yè)/共35頁(yè)【解析解析】手榴彈在空中爆炸時(shí)間極短，且重力遠(yuǎn)小于爆炸手榴彈在空中爆炸時(shí)間極短，且重力遠(yuǎn)小于爆炸力，手榴彈在爆炸的瞬間動(dòng)量守恒，設(shè)爆炸后每塊質(zhì)量為力，手榴彈在爆炸的瞬間動(dòng)量守恒，設(shè)爆炸后每塊質(zhì)量為m m，向左為正方向，則由動(dòng)量守恒定律得：向左為正方向，則由動(dòng)量守恒定律得：2mv=m2mv=m3v+mv,3v+mv,則后則后半塊速度半塊速度v=-v,v=-v,即即vv方向向右，由平拋運(yùn)動(dòng)知，彈片落地方向向右，由平拋運(yùn)動(dòng)知，彈片落地時(shí)間時(shí)間 因此兩塊彈片落地點(diǎn)間的水平距離因此兩塊彈片落地點(diǎn)間的水平距離s=3vs=3vt+ t+ |v|t=|v|t=答案：答案：