高考物理一轮复习7.3动量守恒定律--碰撞和类碰撞问题问题-(原卷版+解析)

这是一份高考物理一轮复习7.3动量守恒定律--碰撞和类碰撞问题问题-(原卷版+解析)，共77页。
考向一 弹性碰撞与非弹性碰撞
考向二 碰撞的可能性
考向三 类碰撞模型的拓展应用
考向三 动量与能量的结合
、考向一 弹性碰撞与非弹性碰撞
一、碰撞的分类
(1)弹性碰撞：碰撞过程中没有机械能损失．
(2)非弹性碰撞：碰撞过程中有机械能损失，若碰后两个物体结合成一体(获得相同的速度)，则叫作完全非弹性碰撞，此种情况下机械能损失最多．
1、弹性碰撞
(1)碰后速度的求解
根据动量守恒定律和机械能守恒定律
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2 ①,\f(1,2)m1v\\al(2,1)＋\f(1,2)m2v\\al(2,2)＝\f(1,2)m1v′\\al(2,1) ＋\f(1,2)m2v′\\al(2,2) ②))
解得v′1＝eq \f(m1－m2v1＋2m2v2,m1＋m2)
v′2＝eq \f(m2－m1v2＋2m1v1,m1＋m2).
(2)分析讨论
当碰前两物体的速度不为零时，若m1＝m2，则v′1＝v2，v′2＝v1，即两物体交换速度．
当碰前物体2的速度为零时：
v′1＝eq \f(m1－m2,m1＋m2)v1，v′2＝eq \f(2m1,m1＋m2)v1，
①m1＝m2时，v′1＝0，v′2＝v1，碰撞后两物体交换速度．
②m1>m2时，v′1>0，v′2>0，碰撞后两物体沿相同方向运动．
③m1|v1|，联立解得M>5 kg，故D正确，A、B、C错误。
考向三 类碰撞模型的拓展应用
【典例5】(2021·湖南高考)(多选)如图a，质量分别为mA、mB的A、B两物体用轻弹簧连接构成一个系统，外力F作用在A上，系统静止在光滑水平面上(B靠墙面)，此时弹簧形变量为x。撤去外力并开始计时，A、B两物体运动的a­t图像如图b所示，S1表示0到t1时间内A的a­t图线与坐标轴所围面积大小，S2、S3分别表示t1到t2时间内A、B的a­t图线与坐标轴所围面积大小。A在t1时刻的速度为v0。下列说法正确的是( )
A．0到t1时间内，墙对B的冲量等于mAv0
B．mA>mB
C．B运动后，弹簧的最大形变量等于x
D．S1－S2＝S3
【答案】ABD
【解析】在0～t1时间内，物体B静止，物体A从静止向右加速，t1时刻速度为v0，则对系统根据动量定理可知，墙对B的冲量I＝mAv0，A正确；由a­t图像可知，t1时刻后弹簧被拉伸，在t2时刻弹簧的伸长量达到最大，此时根据牛顿第二定律有F弹＝mAaA＝mBaB，由图b可知此时aB>aA，则mB0，碰撞后两物体沿相同方向运动．
③m1|v1|，联立解得M>5 kg，故D正确，A、B、C错误。
考向三 类碰撞模型的拓展应用
【典例5】(2021·湖南高考)(多选)如图a，质量分别为mA、mB的A、B两物体用轻弹簧连接构成一个系统，外力F作用在A上，系统静止在光滑水平面上(B靠墙面)，此时弹簧形变量为x。撤去外力并开始计时，A、B两物体运动的a­t图像如图b所示，S1表示0到t1时间内A的a­t图线与坐标轴所围面积大小，S2、S3分别表示t1到t2时间内A、B的a­t图线与坐标轴所围面积大小。A在t1时刻的速度为v0。下列说法正确的是( )
A．0到t1时间内，墙对B的冲量等于mAv0
B．mA>mB
C．B运动后，弹簧的最大形变量等于x
D．S1－S2＝S3
【答案】ABD
【解析】在0～t1时间内，物体B静止，物体A从静止向右加速，t1时刻速度为v0，则对系统根据动量定理可知，墙对B的冲量I＝mAv0，A正确；由a­t图像可知，t1时刻后弹簧被拉伸，在t2时刻弹簧的伸长量达到最大，此时根据牛顿第二定律有F弹＝mAaA＝mBaB，由图b可知此时aB>aA，则mB