粤教版高中物理选择性必修第一册第1章素养提升课1三类“碰撞”模型课件

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第一章　动量和动量守恒定律素养提升课(一)　三类“碰撞”模型关键能力·情境探究达成01类型1　“滑块—弹簧”碰撞模型类型2　“滑块—斜面”碰撞模型类型3　子弹打木块与板块模型 类型1　“滑块—弹簧”碰撞模型    【典例2】　(2022·湖北浠水县第一中学高二阶段练习)如图所示，光滑水平面上质量为mA＝2 kg，mB＝3 kg的A、B两物块用轻质弹簧连接，一起以v0＝4 m/s的速度向右匀速运动，与静止在水平面上质量mC＝1 kg的物块C发生碰撞，碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦阻力． (2)若物块B与C碰撞后粘合在一起运动，求此后弹簧能获得的最大弹性势能．[解析]　若物块B与C碰撞后粘合在一起运动，碰撞过程中系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得mBv0＝(mB＋mC)v代入数据解得v＝3 m/s当A、B、C三者速度相等时弹簧压缩量最大，弹簧弹性势能最大，系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，设共同速度为v′，由动量守恒定律得mAv0＋mBv0＝(mA＋mB＋mC)v′  类型2　“滑块—斜面”碰撞模型【典例3】　(2022·广东广州高二课时练习)如图所示，有一质量为m的小球，以速度v0滑上静置于光滑水平面上的光滑圆弧轨道．已知圆弧轨道的质量为2m，小球在上升过程中始终未能冲出圆弧，重力加速度为g，试分析：(1)在相互作用的过程中，小球和轨道组成的系统机械能是否守恒？总动量是否守恒？[解析]　整个过程中只有小球的重力及系统内弹力做功，系统机械能守恒，系统合外力不为零，总动量不守恒，但水平方向上合外力为零，系统在水平方向上动量守恒．[答案]　机械能守恒，总动量不守恒　  【典例4】　(2022·广东实验中学高三专题练习)竖直平面内的轨道ABCD由水平滑道AB与光滑的四分之一圆弧滑道CD组成，AB恰与圆弧CD在C点相切，轨道放在光滑的水平面上，如图所示．一个质量为m的小物块(可视为质点)从轨道的A端以初动能E冲上水平滑道AB，沿着轨道运动，由DC弧滑下后停在水平滑道AB的中点．已知水平滑道AB长为L，轨道ABCD的质量为3m．   类型3　子弹打木块与板块模型【典例5】　(2022·山东泰安一中高二阶段练习)如图(a)，一长木板静止于光滑水平桌面上，t＝0时，质量m＝2 kg的小物块以速度v0滑到长木板上，小物块在到达木板右端前与木板相对静止，图(b)为物块与木板运动的v-t图像，已知图中t1＝1 s、v0＝3 m/s，v1＝2 m/s，重力加速度大小为g＝10 m/s2，由此可求：(1)长木板的质量；[解析]　由图可知，t1时刻小物块与长木板共速，小物块与长木板组成的系统动量守恒，则根据动量守恒有mv0＝(m＋M)v1代入数据解得，长木板的质量为M＝1 kg．[答案]　1 kg　  (4)长木板长度的最小值．[解析]　设木板长度为L，根据功能关系有μmgL＝ΔE解得，长木板的长度至少为L＝1.5 m．[答案]　1.5 m【典例6】　(2022·湖南长郡中学高二阶段练习)如图所示，质量为M＝2 kg的木板静止在光滑水平面上，现有一质量为m＝1 kg的滑块(可视为质点)以v0＝3 m/s的初速度从左端沿木板上表面冲上木板，已知滑块与木板间的动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度g＝10 m/s2．求：(1)滑块在木板上滑动过程中，滑块的加速度a1的大小和木板的加速度a2的大小；[解析]　对滑块根据牛顿第二定律得μmg＝ma1解得a1＝1 m/s2对木板根据牛顿第二定律得μmg＝Ma2解得a2＝0.5 m/s2．[答案]　1 m/s2　0.5 m/s2