高考物理第一轮碰撞 爆炸 反冲运动专题复习教案

时间:2022-12-09 19:44:39 高考物理 我要投稿
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高考物理第一轮碰撞 爆炸 反冲运动专题复习教案

  【考点透析】

高考物理第一轮碰撞 爆炸 反冲运动专题复习教案

  一、本专题考点:动量知识和机械能守恒知识的应用,本专题为Ⅱ类要求。

  二、理解和掌握的内容

  1.碰撞

  (1)特点:作用时间极短,相互作用的内力极大,有些碰撞尽管合外力不为零,但外力相对于内力可忽略,故动量近似守恒。

  (2)分类:①弹性碰撞(动能也守恒);②非弹性碰撞(存在动能损失);③完全非弹性碰撞(碰后具有共同速度,动能损失最多)。

  (3)范围:从动能损失多少的角度看,所有碰撞都界于弹性碰撞和完全非弹性碰撞之间,即两者是动能损失的下限和上限。

  2.爆炸及反冲运动

  (1)爆炸:爆炸过程类似于碰撞,动量守恒。因有其他形式的能转化为动能,所以系统的动能在爆炸后将增加。

  (2)反冲运动:在反冲运动中若内力远大于外力,可视为动量守恒。

  3.难点释疑

  (1)碰撞过程动能不会增加,动量守恒。常用到动量和动能的关系式:P2=2mEK

  (2)碰撞问题的处理方法:①客观实际(如甲同向追乙,碰后甲速度大小变小;若仍同向则不可能大于乙的速度);②动量守恒;③动能关系(碰后动能小于或等于碰前动能,动能损失多少存在上限和下限)。

  【例题精析】

  例1质量相等的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7kgm/s,B球的动量是5kgm/s,当A球追上B球时发生碰撞,则碰后A、B两球的动量可能值是( )

  A.PA=6kgm/s,PB=6kgm/s B.PA=6.5kgm/s,PB=5.5kgm/s

  C.PA=-2kgm/s,PB=14kgm/s D.PA=-4kgm/s,PB=17kgm/s

  解析:从碰撞客观实际,由于A追B碰,碰后A的速度必小于B的速度,且两球质量相等,故B选项错;由碰撞动量守恒验证,D选项错;再从碰撞中动能关系,即碰后总动能只有守恒或减少来看,C错A正确。 答案:A

  例2 如图5-29所示,在光滑水平面上,动能为E0、动量的大小为P0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞,碰撞前后球1的运动方向相反。将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为E1、P1,球2的动能和动量的大小分别记为E2、P2,则必有:

  A.E1P0

  解析:动能是标量,两球碰后动能不会增加,故A对,C错;动量是矢量,两球碰后它们动量的绝对值之和可以增加,由动量守恒定律可知矢量和保持不变,因碰撞前后球1的运动方向相反,有P0=P2+(-P1),故必有P2>P0,故D对;对球1,由关系P2=2mEK可知,因为E1<E0 ,可得P1<P0 ,故B对。 答案:ABD

  【能力提升】

  Ⅰ知识与技能

  1.质量为m的小球A,沿光滑水平面以V的速度与质量为2m的静止小球B发生正碰。碰后A球的动能变为原来的1/9,那么小球B的速度可能是( )

  ①V/3 ② 2V/3 ③4V/9 ④5V/9

  A.①② B.②③ C.②④ D.①④

  2.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5kgm/s,B球的动量是7kgm/s,当A球追上B球时发生碰撞,则碰后A、B两球的动量可能值是( )

  ①PA=6kgm/s,PB=6kgm/s ②PA=3kgm/s,PB=9kgm/s

  ③PA=-2kgm/s,PB=14kgm/s ④PA=-5kgm/s,PB=17kgm/s

  A.③④ B.①② C.②③ D.②④

  3.质量相同的三个小球a、b、c在光滑水平面上以相同的速度运动,它们分别与原来静止的三个球A、B、C相碰(aA、bB、cC碰)。碰后,a球继续沿原来方向运动;b球静止;c球被弹回,这时A、B、C三球中动量最大的是( )

  A.A球 B.B球 C.C球 D.三球质量未知,无法判断。

  4.半径相等的两球甲乙,在光滑水平面上沿同一直线相向运动,若甲球的质量大于乙球质量,碰前两球的动能相等,则碰后两球的运动状态可能是( )

  ①甲球速度为零而乙球速度不为零。 ②乙球速度为零而甲球速度不为零。

  ③两球速度均不为零。 ④两球速度方向均与原方向相反,两球的动能仍相等。

  A.①② B.②③ C.①③ D. ①④

  Ⅱ能力与素质

  5.在光滑的水平面上,有三个完全相同的小球排成一条直线,小球2和3静止并靠在一起,小球1以速度v0与它们正碰,如图5-30所示,设碰撞中没有机械能损失,则碰后三个球的速度可能是( )

  A.v1 = v2 = v3 = v0/ B.v1 = 0, v2 = v3 = v0/

  C.v1 = 0, v2 = v3 = v0/2 D.v1 = v2 = 0, v3 = v0

  6.一炮弹质量为m,以一定倾角斜向上发射,到达最高点时速度为V,炮弹在最高点爆炸成两块,其中一块沿原轨道返回,质量为m/2,则另一块爆炸后的瞬间飞行速度大小为 ,方向 。

  7.一门旧式大炮水平射出一枚质量为10kg的炮弹,炮弹飞出的速度为600m/s,炮身质量为2×103kg,求大炮后退的速度是多少?若大炮后退中所受的阻力是它重力的30%,则大炮后退的距离?

  8.向空中发射一物体,不计空气阻力。当此物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸成a、b两块,若质量较大的a块的速度方向仍沿原来方向,则( )

  A.b的速度方向一定与原速度方向相反。

  B.从炸裂到落地的这段时间里,a飞行的水平距离一定比b的大。

  C.a、b一定同时到达水平地面。

  D.在炸裂过程中,a、b受到的爆炸力的冲量大小一定不相等。

  9.三块完全相同的木块从同一高度同时由静止释放,其中A自由下落,B物块开始下落瞬间即被一水平飞来的子弹击中(未穿出),C物块在下落到一半距离时被另一相同的水平飞来的子弹击中(未穿出),则三物块落地时间关系为( )

  A.tA=tB=tC B.tA<tB<tC C.tA<tB=tC D.tA=tB<tC

  10.如图5-39所示,两个完全相同的小球A、B用等长的细线悬于O点,线长L.若将A由图示位置静止释放,则B球被碰后第一次速度为零时的高度可能是( )

  ①L/2 ②L/4 ③L/8 ④L/10

  A.①②④ B.②③④ C.①②③ D.①②③④

  【拓展研究】

  空间技术中的“弹弓效应”

  空间探测器从行星旁绕过时,由于行星的引力作用,可以使探测器的运动速率增大,这种显现被称为“弹弓效应”。在航天技术中,“弹弓效应”是用来增大人造小天体运动速率的一种有效方法。如图5-31所示的是弹弓效应的示意图:质量为m的空间探测器一相对于太阳的速度V0飞向质量为M的行星,此行星相对太阳的速度为u0,绕过行星后探测器相对于太阳的速度为V,此时行星相对于太阳的速度为u,由于m<<M,V0、 u0、V、u的方向均可视为相互平行,试写出探测器与行星构成的系统在上述过程中“动量守恒”及“始末状态总动能相等”的方程;并在m<<M的条件下,用V0和u0来表示V。

  专题七、1.A 2. C 3.C 4. C 5.D 6. 3v,与v同向7. 3m/s;1.5m 8. C 9.D 10.C

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