高考物理第一轮碰撞 爆炸 反冲运动专题复习教案

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】

　　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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