第七章 第35课时 碰撞模型及拓展-2027年高考物理一轮复习课件（含解析版讲义）

这是一份第七章 第35课时 碰撞模型及拓展-2027年高考物理一轮复习课件（含解析版讲义），文件包含指对幂函数的图象与性质解析版pdf、指对幂函数的图象与性质学生版pdf等2份学案配套教学资源，其中学案共30页， 欢迎下载使用。
1.理解碰撞的种类及其遵循的规律。2.理解“滑块—弹簧”“滑块—斜(曲)面”两种模型与碰撞的相似性，会分析解决两类模型的有关问题。
考点二　碰撞模型的拓展
1.碰撞碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力很大的现象。2.特点在碰撞现象中，一般都满足内力 外力，可认为相互碰撞的物体组成的系统动量守恒。
讨论：①若m1=m2，则v1'=0，v2'=v1(速度交换)；②若m1>m2，则v1'>0，v2'>0(碰后两小球沿同一方向运动)；当m1≫m2时，v1'≈v1，v2'≈2v1；③若m10(碰后两小球沿相反方向运动)；当m1≪m2时，v1'≈-v1，v2'≈0。
1.若一个质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2、速度为v2的小球发生弹性碰撞，则碰后两个小球的速度v1'、v2'各是多少？
2.(来自教材)质量为m、速度为v0的A球跟质量为3m、静止的B球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B球的速度可能有不同的值。那么碰撞后B球的速度可能是以下值吗？(1)0.6v0；(2)0.4v0。
　　　(2025·江苏徐州市调研)A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA=1 kg，mB=2 kg，vA=6 m/s，vB=2 m/s，当A追上B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是A.vA'=3 m/s，vB'=3.5 m/sB.vA'=5 m/s，vB'=2.5 m/sC.vA'=1.5 m/s，vB'=3 m/sD.vA'=-3 m/s，vB'=6.5 m/s
碰撞问题遵守的三条原则1.动量守恒：p1+p2=p1'+p2'。2.动能不增加：Ek1+Ek2≥Ek1'+Ek2'。3.速度要符合实际情况(1)碰前两物体同向运动，若要发生碰撞，则应有v后>v前，碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有v前'≥v后'。(2)碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向至少有一个改变。
(2025·甘肃卷·4)如图，小球A从距离地面20 m处自由下落，1 s末恰好被小球B从左侧水平击中，小球A落地时的水平位移为3 m。两球质量相同，碰撞为完全弹性碰撞，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力，则碰撞前小球B的速度大小v为A.1.5 m/sB.3.0 m/sC.4.5 m/sD.6.0 m/s
答案　2.4 m/s　
(2)乙、丙碰撞过程损失的机械能。
1.“滑块—弹簧”模型(1)模型图示
(2)模型特点①两物体和弹簧组成的系统所受外力矢量和为零，动量守恒。②系统内只有弹簧弹力做功，只发生弹性势能与动能的相互转化，机械能守恒。③弹簧处于最长(最短)状态时两物体速度相等，弹性势能最大，系统动能通常最小(相当于完全非弹性碰撞，两物体减少的动能转化为弹簧的弹性势能)。④弹簧恢复原长时，弹性势能为零，系统动能最大(相当于刚完成弹性碰撞)。
(2024·江苏卷·9)在水平面上有一个U形滑板A，A的上表面有一个静止的物体B，左侧用轻弹簧连接在滑板A的左侧，右侧用一根细绳连接在滑板A的右侧，开始时弹簧处于拉伸状态，各表面均光滑，剪断细绳后，则A.弹簧原长时A动量最大B.压缩最短时A动能最大C.系统动量变大D.系统机械能变大
(2025·江苏盐城市二模)如图所示，AB、CD为两根水平放置的光滑平行轨道，其上分别套有甲、乙小球(m甲=2m乙)，小球之间连有一根轻弹簧，初始两球均静止，弹簧处于原长，现给甲球一个瞬间冲量，使其获得向右的初速度v0，则从开始运动到再次相距最近的过程中，两球的v-t图像可能正确的是
1.“滑块—弹簧”模型的解题方法(1)首先判断弹簧的初始状态是处于原长、伸长还是压缩状态。(2)分析碰撞前、后弹簧和物体的运动状态，根据动量守恒定律和机械能守恒定律列出方程。(3)判断解出的结果是否满足“实际情境可行性原则”，如果不满足，则要舍掉该结果。2.过程讨论：当甲、乙两物体与弹簧组成的系统动能最小时，弹簧压缩到最短或伸长到最长(两物体共速)，弹簧的弹性势能最大，物体间发生“完全非弹性碰撞”，只不过动能的减少是暂时的，储存在弹性势能中；当弹簧恢复到原长时，两物体发生“弹性碰撞”，大多数都可类比弹性碰撞“一动碰一静模型”分析求解，但是特殊情况不可照搬。
2.“滑块—斜(曲)面”模型模型图示
(1)物块m沿曲面M上升过程中，两者构成的系统动量守恒吗？物块m沿曲面M上升到最高点时两者速度有何特点？
答案　动量不守恒，水平方向动量守恒；上升到最大高度时，物块m与曲面M具有共同水平速度v共，此时物块m的竖直速度vy=0。
(2)在上述过程中分别用水平方向动量守恒和机械能守恒列出方程。
(3)物块再次返回曲面底端时，物块m和曲面M的速度各是多少？
(2025·江苏扬州市检测)如图所示，表面光滑的四分之一圆弧形轨道静止在光滑水平面上。OA为竖直半径。小球以一定的水平初速度从A点滑上轨道底端，并从B点离开轨道顶端。若轨道和小球的质量相等，则在小球和轨道相互作用的过程中A.小球和轨道组成的系统动量守恒B.小球从B点离开轨道时做竖直上抛运动C.小球对轨道先做正功后做负功D.小球能够回到A点且之后做自由落体运动
精练高频考点提升关键能力
3.质量分别为m1和m2的两物体在光滑的水平面上发生正碰，碰撞时间极短，两物体的位移—时间图像如图所示，m1=1 kg，下列说法正确的是A.m2=1 kgB.图线①为碰撞后m1的图线C.碰撞后两物体的速度相同D.两物体的碰撞为弹性碰撞
4.质量为m、速度为v的A球跟质量为4m的静止B球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，则碰撞后B球速度v'可能值的范围为≤v'≤0.5v≤v'≤≤v'≤0.5v≤v'≤0.4v
5.(2025·江苏无锡市期末)半径相等的两个小球甲和乙，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的质量，碰撞前两球的动能相等，则碰撞后两球的运动状态可能是A.两球的速度均为零B.甲球的速度为零而乙球的速度不为零C.乙球的速度为零而甲球的速度不为零D.两球的速度方向均与原方向相反，两球的动能仍相等
(2)球C向右摆动过程中，上升的最大高度h；
(3)球C摆到杆左侧，离杆最远时的速度大小v。
10.(2025·江苏苏锡常镇四市一模)质量为M的半圆形凹槽静置在光滑水平面上，质量为m的光滑小球静止在凹槽底部。初始时刻给小球一个水平初速度v0，计算机模拟得到小球的部分轨迹如图，已知图中轨迹顶点与凹槽端口等高，则A.m>MB.仅增大M值后重新模拟，小球能飞离凹槽C.长时间观察，有些时间段内凹槽对地向左运动D.小球从图中A到B运动过程中，凹槽先加速后减速
11.(2025·江苏淮安市一模)如图所示，光滑轨道固定在水平地面上，质量均为m、相距很近的A、B两小球静置于轨道水平部分。将质量为M的小球C从轨道圆弧部分的某高度处由静止释放，设所有碰撞均为弹性碰撞，下列说法正确的是A.若M