粤教版高中物理选择性必修第一册第1章素养提升课(一)三类“碰撞”模型课件

这是一份粤教版高中物理选择性必修第一册第1章素养提升课(一)三类“碰撞”模型课件，共60页。

素养提升课(一)　三类“碰撞”模型第一章　动量和动量守恒定律1．会处理含有弹簧类的问题，并进行相关计算．2．会处理含有斜面或曲面的问题，并进行相关计算．3．会用动量和能量的观点处理板块问题，并进行相关计算．关键能力·情境探究达成类型1　“滑块—弹簧”碰撞模型【典例1】　如图甲所示，一质量为0.2 kg的物块B与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上，物块A向右运动．已知t＝0时A刚与弹簧接触，t1时弹簧压缩至最短，此过程A、B的 v-t 图像如图乙所示，弹簧始终处于弹性限度内，求： (1)物块A的质量；(2)此过程中，弹簧弹性势能的最大值；(3)当弹簧恢复至原长的瞬间，物块A的速度．[解析]　(1)物块A、B及弹簧组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律可知mAv1＝(mA＋mB)v共由题图乙知v1＝1.2 m/s，v共＝1.0 m/s解得mA＝1 kg．  [答案]　(1)1 kg　(2)0.12 J　(3)0.8 m/s      类型2　“滑块—斜面”碰撞模型【典例3】　如图所示，固定光滑曲面轨道在O点与光滑水平地面平滑连接，地面上静止放置一个表面光滑、质量为3m的斜面体C．一质量为m的小物块A从高h处由静止开始沿轨道下滑，在O点与质量为2m的静止小物块B发生碰撞，碰撞后A、B立即粘连在一起向右运动(碰撞时间极短)，平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的高度小于斜面体高度，重力加速度为g，求：(1)A到达O点时的速度；(2)A、B碰撞过程中损失的机械能；(3)A和B沿C能上升的最大高度．      [答案]　(1)3 m/s　(2)6 kg类型3　子弹打木块与板块模型【典例5】　如图所示，一颗质量为0.01 kg的子弹(可视为质点)，沿水平方向射向静止在光滑水平桌面上的木块，木块的质量为0.2 kg，长度为10 cm，子弹射入前速度为200 m/s，穿出木块时速度减为100 m/s，已知子弹穿过木块过程中木块对子弹的阻力不变，求： (1)木块获得的速度大小；(2)此过程中，木块对子弹的阻力大小；(3)子弹穿过木块过程所用时间(结果保留三位有效数字)． (3)子弹对木块作用力的冲量等于木块的动量变化，对木块由动量定理得f ′t＝m2v2－0由牛顿第三定律可知f ′＝f代入数据解得t≈6.78×10-4 s．[答案]　(1)5 m/s　(2)1 475 N　(3)6.78×10-4 s【典例6】　如图所示，水平地面AB与倾斜长传送带用光滑的小圆弧BC(未画出)连接，传送带与水平面的夹角θ＝37°，传送带以速度v0逆时针转动，质量为0.9m的物块(可视为质点)静止在水平地面上的A处，一颗质量为0.1m的子弹以某一速度射入物块并留在其中(子弹和物块在极短时间内达到共速)，经时间t后物块运动到B处，此时速度为v，忽略物块从B点到C点的速率变化，物块与地面AB之间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，sin 37°＝0.6．(1)求子弹射入物块前的速率；(2)若物块与传送带之间的动摩擦因数μ0＝0.5，物块恰好能到达传送带CD的最高点D，求传送带CD间的长度．[解析]　(1)根据题意，设子弹射入物块前的速率为v1，子弹射入物块后达到的共速为v2，子弹射入物块过程动量守恒，由动量守恒定律有0.1mv1＝(0.1m＋0.9m)v2物块在水平面AB上做匀减速运动，由牛顿第二定律可得，加速度大小为a＝μg由运动学公式有v＝v2－at联立解得v1＝10v＋10μgt．  题号 素养提升练(一)　三类“碰撞”模型13524687910111213√√题号13524687910111213 题号213456879101112132．(多选)如图所示，一带有半径足够大的光滑圆弧轨道的小车的质量M＝3 kg, 小车静止在光滑水平地面上，圆弧下端切线水平．有一质量m＝1 kg的小球以水平初速度v0＝4 m/s从圆弧下端滑上小车，重力加速度g取10 m/s2．下列说法正确的是(　　)A．在小球滑到最高点的过程中，小球与小车组成的系统机械能守恒B．在小球滑到最高点的过程中，小球与小车组成的系统动量守恒C．小球沿圆弧轨道上升到最大高度时的速度大小为1 m/sD．小球沿圆弧轨道上升的最大高度为0.5 m√√题号21345687910111213 题号32456879101112131 √题号32456879101112131 题号423568791011121314．如图所示，光滑水平面上分别放着两块质量、形状相同的硬木和软木，两颗完全相同的子弹均以相同的初速度分别打进两种木头中，最终均留在木头内，已知软木对子弹的摩擦力较小，以下判断正确的是(　　)A．子弹与硬木摩擦产生的内能较多B．两个系统产生的内能不一样大C．子弹在软木中打入深度较大D．子弹在硬木中打入深度较大√题号42356879101112131 题号245368791011121315．如图所示，相互接触质量均为m的木块A、B静止放置在光滑水平面上，现有一子弹水平穿过两木块，设子弹穿过木块A、B的时间分别为t1和t2，木块对子弹水平方向的作用力恒为f，则下列说法正确的是(　　)A．t1时间内，子弹的动量变化量大于A的动量变化量B．t2时间内，子弹的动量变化量大于B的动量变化量C．t1时间内，子弹和A的总动量守恒D．t2时间内，子弹和B的总机械能守恒√题号24536879101112131A　[t1时间内，子弹推动两个木块一起运动，所以子弹和木块A、B的动量守恒，有m子v0＝m子v1＋(mA＋mB)v2，则m子v0－m子v1＝(mA＋mB)v2，子弹的动量变化量等于木块A、B整体的动量变化量，所以子弹的动量变化量大于A的动量变化量，A正确，C错误；t2时间内，子弹和木块B的动量守恒，有m子v1＋mBv2＝m子v3＋mBv4，则m子v1－m子v3＝mBv4－mBv2，子弹的动量变化量等于B的动量变化量，B错误；t2时间内，子弹穿过木块B的过程中，有热量产生，所以此过程中机械能不守恒，D错误．故选A．]题号24536879101112131 √题号24536879101112131 题号245376891011121317．质量均为2 kg的甲、乙两物块在光滑水平面上相向运动，如图所示，其中甲物块有一轻弹簧固定其上，其速度大小为4 m/s；乙物块的速度大小为5 m/s，则(　　)A．当甲物块的速率减为零时，甲、乙间距最近B．甲、乙两物块在弹簧压缩过程中，系统机械能守恒，但动量不守恒C．乙物块可能以5 m/s的速率返回D．当甲物块的速率为3 m/s时，乙物块的速率可能为4 m/s，也可能为2 m/s√题号24537689101112131 题号245386791011121318．(多选)如图甲所示，一长木板静止于光滑水平桌面上，t＝0时，小物块(可视为质点)以速度v0从木板左侧滑上长木板，小物块恰好在到达木板右端时与木板相对静止，图乙为物块与木板运动的v-t图像，图中t1、v0、v1已知，重力加速度大小为g，由此可求得(　　)A．木板的长度B．物块与木板的质量之比C．物块与木板之间的动摩擦因数D．从t＝0开始到t1时刻系统所产生的内能√√√题号24538679101112131 题号92453867101112131 √√√题号92453867101112131 题号92453867101112131 题号9245386710111213110．(多选)如图所示，完全相同的木板P和Q间隔一定距离静置于足够长的光滑水平地面上，木板P左端紧靠平台，平台与木板上表面等高且光滑，可视为质点的滑块乙停在P的左端，滑块甲以v0＝7.5 m/s的速度向乙运动，与乙发生弹性碰撞，乙恰好未从P上滑落，乙与P相对静止后，P与Q碰撞并结合在一起不再分开，已知P、Q质量均为M＝3 kg，甲质量m1＝1 kg，乙质量m2＝2 kg，乙与P、Q间的动摩擦因数均为μ＝0.5，重力加速度大小g＝10 m/s2． 下列说法正确的是(　　)A．甲、乙碰撞后各自的速度大小分别为2.5 m/s和5 m/sB．木板的长度为1.25 mC．木板的长度为1.5 mD．乙、P、Q三者共同的速度为1.25 m/s√√√题号92453867101112131 题号92453867101112131 题号92453867101112131(1)物块滑到轨道底端B处的速率vB及向心力Fn大小；(2)物块与小车的共同速度v0及从开始到卸货点的过程中系统损耗的机械能ΔE；(3)若小车长L＝1 m，工人没有及时取下物块，小车反弹后，物块以相对地面向右、大小为1 m/s的速度滑离小车，求物块与小车间的摩擦力F大小．题号92453867101112131 题号92453867101112131 [答案]　(1)3 m/s　400 N　(2)2 m/s　30 J　(3)80 N题号9245386710111213112．如图所示，某人站在水平地面上，以大小为5 m/s、与水平方向夹角为α的初速度v0斜向右上方抛出一个质量为m0＝1 kg的弹性小球，小球离开手时的高度为h1＝1.8 m，小球刚好水平击中位于高度为h2＝2.6 m水平平台上的小车A，小车A的质量为mA＝2 kg，小球和小车均可视为质点．平台上右侧有一个质量为mB＝4 kg的小车B，其左侧接有一个轻弹簧，当小车A压缩弹簧到最短时，将小车A与弹簧小车B锁定在一起，二者继续运动，撞到右侧一个粘性挡板，粘住两小车，两小车静止．已知平台水平面光滑，初始状态小车A、B均静止，重力加速度g取10 m/s2，求：题号92453867101112131(1)α角的大小；(2)小车A被小球击中后的速度大小；(3)两小车撞到右侧粘性挡板后静止，若突然撤去挡板，再解除弹簧锁定，A、B分离时的速度分别为多少？题号92453867101112131 题号92453867101112131 题号92453867101112131  题号9245386710111213113．如图所示，质量为M、内有半径为R的半圆形轨道的槽体放在光滑的平台上，左端紧靠一台阶，质量为m的小球从槽顶端A点由静止释放，若槽内光滑，忽略一切摩擦，求：(1)小球滑到圆弧最低点时，槽体对其支持力FN的大小；(2)小球在槽右端上升的最大高度h．题号92453867101112131 题号92453867101112131