高中物理 专题3 碰撞爆炸和反冲复习学案 粤教版选修3-5-粤教版高二选修3-5物理学案VIP免费

专题3碰撞爆炸和反冲一、碰撞现象的特点和规律1．碰撞的种类及特点分类标准种类特点机械能是否守恒弹性碰撞动量守恒，机械能守恒非弹性碰撞动量守恒，机械能有损失完全非弹性碰撞动量守恒，机械能损失最大碰撞前后动量是否共线对心碰撞(正碰)碰撞前后速度共线非对心碰撞(斜碰)碰撞前后速度不共线2.弹性碰撞的规律两球发生弹性碰撞时满足动量守恒定律和机械能守恒定律．以质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生对心弹性碰撞为例，则有m1v1＝m1v1′＋m2v2′，m1v＝m1v1′2＋m2v2′2解得v1′＝，v2′＝结论：(1)当两球质量相等时，v1′＝0，v2′＝v1，两球碰撞后交换速度．(2)当质量大的球碰质量小的球时，v1′>0，v2′>0，碰撞后两球都向前运动．(3)当质量小的球碰质量大的球时，v1′<0，v2′>0，碰撞后质量小的球被反弹回来．3．碰撞发生的三个条件(1)动量守恒：p1＋p2＝p1′＋p2′(2)动能不增加：Ek1＋Ek2≥Ek1′＋Ek2′或＋≥＋.[复习过关]1．质量为1kg的小球A以8m/s的速率沿光滑水平面运动，与质量为3kg的静止小球B发生正碰后，A、B两小球的速率vA和vB可能为()A．vA＝5m/sB．vA＝－3m/sC．vB＝1m/sD．vB＝6m/s答案B解析若A、B发生弹性碰撞，则动量和机械能均守恒，mAv0＝mAvA＋mBvB及mAv＝mAv＋mBv，解得vA＝v0＝－4m/s，vB＝v0＝4m/s.若A、B发生完全非弹性碰撞，则仅动量守恒，mAv0＝(mA＋mB)v，解得v＝v0＝2m/s.故A的速度范围－4m/s≤vA≤2m/s，小球B的速度范围2m/s≤vB≤4m/s，B正确．2．(多选)如图1所示，半径和动能都相等的两个小球相向而行．甲球质量m甲大于乙球质量m乙，水平面是光滑的，两球做对心碰撞以后的运动情况可能是下列哪些情况()图1A．甲球速度为零，乙球速度不为零B．两球速度都不为零C．乙球速度为零，甲球速度不为零D．两球都以各自原来的速率反向运动答案AB解析首先根据两球动能相等：m甲v＝m乙v，由Ek＝得出两球碰前动量大小之比为：＝，因为m甲>m乙，则p甲>p乙，即系统的总动量方向向右．根据动量守恒定律可以判断，碰后两球运动情况可能是A、B所述情况，而C、D情况是违背动量守恒的，故C、D情况是不可能的．3．质量为M的物块以速度v运动，与质量为m的静止物块发生正碰，碰撞后二者的动量正好相等．二者质量之比可能为()A．6B．3C．4D．5答案B解析设碰撞后两物块的动量都为p，根据动量守恒定律可得总动量为2p，根据p2＝2mEk可得碰撞前的总动能Ek1＝，碰撞后的总动能Ek2＝＋根据碰撞前后的动能关系可得≥＋所以≤3，故选项B正确．4．如图2所示，在冰壶世锦赛上中国队以8∶6战胜瑞典队，收获了第一个世锦赛冠军，队长王冰玉在最后一投中，将质量为m的冰壶推出，运动一段时间后以0.4m/s的速度正碰静止的瑞典队冰壶，然后中国队冰壶以0.1m/s的速度继续向前滑向大本营中心．若两冰壶质量相等，求：图2(1)瑞典队冰壶获得的速度；(2)试判断两冰壶之间的碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞．答案(1)0.3m/s(2)非弹性碰撞解析(1)由动量守恒定律知mv1＝mv2＋mv3将v1＝0.4m/s，v2＝0.1m/s代入上式得：v3＝0.3m/s.(2)碰撞前的动能E1＝mv＝0.08m，碰撞后两冰壶的总动能E2＝mv＋mv＝0.05m因为E1＞E2，所以两冰壶间的碰撞为非弹性碰撞．二、爆炸和反冲1．爆炸和反冲与碰撞模型都是系统内物体相互作用，内力很大，过程持续时间极短，可认为系统的动量守恒．2．从能量角度看爆炸时有其他形式的能量转化为动能，所以动能增加；弹性碰撞时碰撞的动能不变，而非弹性碰撞时通常要损失动能，损失的动能转化为内能．[复习过关]5．反冲小车静止放在水平光滑玻璃上，点燃酒精，水蒸气将橡皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动．如果小车的总质量M＝3kg，水平喷出的橡皮塞的质量m＝0.1kg.(1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v＝2.9m/s，求小车的反冲速度．(2)若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60°角，小车的反冲速度又如何？(小车一直在水平方向运动)答案(1)0.1m/s，方向与橡皮塞运动的方向相反(2)0.05m/s，方向与橡皮塞运动的方向相反解析(1)小车和橡皮塞组成的系统所受外力之和为零，系统总动量为零．以橡皮塞运动的方向为正方向根据动量守恒定律，mv＋(M－m)v′＝0v...