[精]高考物理冲刺复习：专题十八碰撞与动量守恒.ppt

专题十八碰撞与动量守恒1.动量、动量守恒定律及其应用 Ⅱ
2.弹性碰撞和非弹性碰撞 Ⅰ
3.实验：验证动量守恒定律
说明：对碰撞和动量守恒定律的应用高考中只限于一维情况1.高考对本章的考查重点是动量和动量守恒定律的应用，尤其是动量和能量的综合问题更是考查的热点，如：碰撞、打击、反冲、滑块摩擦等问题.
2.根据新课标高考的要求，本章内容易与力学、原子物理学结合进行综合命题.
3.探究和验证碰撞中的动量守恒，在高考实验考查中出现频率很高.动量的矢量性
【典例1】(2011·福建高考)在光滑水平面上，一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后，A球的速度方向与碰撞前相反，则碰撞后B球的速度大小可能是()
A.0.6v
B.0.4v
C.0.3v
D.0.2v【审题视角】解答本题应注意以下两点：
【关键点】
(1)动量是矢量，应先选好正方向.
(2)抓住A球碰后反弹条件列方程即可判断B球速度大小.
【精讲精析】由动量守恒定律得:mv=mvA+2mvB，规定A球原方向为正方向，由题意可知vA为负值，则2mvB＞mv，可得vB>0.5v，因此B球的速度可能为0.6v，故选A.
答案:A【命题人揭秘】动量的矢量性
(1)动量守恒定律方程式是一个矢量关系式,必须注意其方向性，同一直线上的动量在选好正方向以后，用正负号表示其方向.
(2)注意根据相互作用前、后时刻的动量矢量和相等列方程.碰撞中的动量和能量综合问题
【典例2】(2012·安徽高考)如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M=
2kg的小物块A.装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接.传送带始终以u=2m/s的速率逆时针转动.装置的右边是一光滑曲面，质量m=1kg的小物块B从其上距水平台面高h=1.0m处由静止释放.已知物块B与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，l=1.0m.设物块A、B间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块A静止且处于平衡状态.取g=10m/s2.(1)求物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小.
(2)通过计算说明物块B与物块A第一次碰撞后能否运动到右边的曲面上？
(3)如果物块A、B每次碰撞后，物块A再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，试求出物块B第n次碰撞后的运动速度大小.【审题视角】解答本题时要注意以下三点：
【关键点】
(1)物块B在运动的过程中机械能一部分损失在传送带上，一部分损失在A上.
(2)由于传送带向左运动，必须验证物块B与物块A碰撞后是否能滑到传送带右端.
(3)物块B每次与物块A发生弹性碰撞时的情景相似，故可求出每次碰后速度的表达式.【精讲精析】(1)对B，自开始至曲面底端时，由机械能守恒定
律得：mBgh=mBvB2 ①
vB==m/s=m/s ②
设B在传送带上速度减为2m/s时经过的位移为x，
则： ③
故B在传送带上一直做减速运动，设B到达传送带左端时速度大
小为v′B由vB2-v′B2=2μgl得：v′B==4m/s.④
此后B以4m/s的速度滑向A
即物块B与物块A第一次碰前的速度大小为4m/s.(2)设物块B与物块A第一次碰撞后的速度大小分别为vB1、vA1，
由动量守恒定律得：mBv′B=mAvA1-mBvB1⑤
由能量守恒定律得：mBv′B2=mBvB12+mAvA12⑥
由以上两式解得：vA1=v′B=m/s，vB1=v′B=
m/s⑦
即第一次碰撞后，B以m/s的速度滑上传送带，设B向右减速
为0时经过的位移为x′：
则：⑧
所以B不能运动到右边的曲面上.(3)B第一次碰撞后在传送带上向右减速为0后，在摩擦力的作用下向左加速，到达传送带左端时的速度大小等于vB1，以后B每次与A碰撞后的速度大小均等于从传送带左端滑出时的速度大小，即B每次与A碰撞后的速度大小均等于下一次B与A碰撞前的速度大小.设A与B第二次碰撞后的速度分别为vA2、vB2，则由⑦式得：
⑨
所以第n次碰撞后B的速度大小为：
vBn=()nv′B=m/s
答案:(1)4m/s(2)不能(3)m/s【命题人揭秘】含弹簧的碰撞问题的分析方法
(1)分析建立碰撞模型：是一个与一个碰撞还是与两个碰撞，是碰撞弹开还是粘连成一体，是弹性的还是非弹性的.
(2)分析碰撞过程：是一个过程还是多个过程.
(3)依据碰撞过程逐一列动量和能量守恒方程.动量守恒中的临界问题
【典例3】(2011·山东高考)如图所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度.(不计水的阻力)【审题视角】