
选修3―5高考物理中如何“碰撞”.docx
5页选修3―5高考物理中如何“碰撞” 碰撞问题是历年高考试题的重点和热点,同时它也是同学们学习的难点它所反映出来的物理过程、状态变化及能量关系,能够全方位地考查同学们的理解能力、逻辑思维能力及分析推理能力高考中考查的碰撞问题,碰撞时间极短,位移为零,碰撞过程遵循动量守恒定律那么最新的高考对碰撞问题又是如何考查的呢?本文将结合2015年最新高考题谈谈高考物理选修3-5如何“碰撞”? 1 碰撞的基本理论 11 碰撞的种类及特点 [HT6][JZ]表1[BG(!] [BHDFG2,WK7,K9,K13W] 分类标准[]种类[]特点 [BHDG10,WK7,K22W] [ZB(][BHDG6,WK7]机械能是否守恒[BHG4]碰撞前后动量是否共线[ZB)] [][ZB(][BHDG2,WK9,K13W] 弹性碰撞[]动量守恒,机械能守恒 [BH]非弹性碰撞[]动量守恒,机械能有损失 [BH]完全非弹性碰撞[]动量守恒,机械能损失最大 [BH]对心碰撞(正碰)[]碰撞前后速度共线 [BH]非对心碰撞(斜碰)[]碰撞前后速度不共线[HJ4mm] [ZB)][BG)F][HJ] 1。
2 碰撞现象满足的规律 (1)动量守恒定律 (2)机械能不增加 (3)速度要合理: ①若碰前两物体同向运动,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′[KG-*2]前≥v′[KG-*2]后 ②碰前两物体相向运动,碰后两物体的运动方向不可能都不改变 13 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的静止小球发生正面弹性碰撞为例,则有 [JZ]m1v1=m1v1′+m2v2′, [JZ][SX(]1[]2[SX)]m1v21=[SX(]1[]2[SX)]m1v1[KG-*2]′2+[SX(]1[]2[SX)]m2v2[KG-*2]′2, 解得[JZ]v′[KG-*2]1=[SX(](m1-m2)v1[]m1+m2[SX)], v′[KG-*2]2=[SX(]2m1v1[]m1+m2[SX)] 结论:(1)当两球质量相等时,v′[KG-*2]1=0,v′[KG-*2]2=v1,两球碰撞后交换速度。
(2)当质量大的球碰质量小的球时,v′[KG-*2]1>0,v′[KG-*2]2>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,v′[KG-*2]10,碰撞后质量小的球被反弹回来 2 最新高考题如何“碰撞” 例1 (2015年全国理综卷1-35题)如图1,在足够长的光滑水平面上,物体A、B、C位于同一直线上,A位于B、C之间A的质量为m,B、C的质量都为M,三者都处于静止状态,现使A以某一速度向右运动,求m和M之间满足什么条件才能使A只与B、C各发生一次碰撞设物体间的碰撞都是弹性的 [TP12GW118TIF,BP#] 试题分析 设A运动的初速度为v0,A向右运动与C发生碰撞,根据弹性碰撞可得 [JZ]mv=mv1+Mv2, [JZ][SX(]1[]2[SX)]mv2=[SX(]1[]2[SX)]mv21+[SX(]1[]2[SX)]Mv22, 可得[JZ]v1=[SX(]m-M[]m+M[SX)]v, v2=[SX(]2m[]m+M[SX)]v 要使得A与B发生碰撞,需要满足v1 A反向向左运动与B发生碰撞过程,弹性碰撞 [JZ]mv1=mv3+Mv4, [JZ][SX(]1[]2[SX)]mv21=[SX(]1[]2[SX)]mv23+[SX(]1[]2[SX)]Mv24, 整理可得[JZ]v3=[SX(]m-M[]m+M[SX)]v1, v4=[SX(]2m[]m+M[SX)]v1, 由于m 即[JZ]v2=[SX(]2m[]m+M[SX)]v>[SX(]M-m[]m+M[SX)]v1=([SX(]m-M[]m+M[SX)])2v, 整理可得[JZ]m2-4Mm>M2, 解方程可得[JZ]m≥([KF(]5[KF)]-2)M。
归纳总结 (1)为了增加试题的一定难度,近几年的高考题的碰撞问题已从两个物体向三个物体转变,对学生的思维长度有了更高的要求 (2)再次考查了弹性碰撞中的“一动一静”模型,能够准确记住碰后的速度公式对快速准确解题十分关键 3 未来可能怎么碰 命题方向分析: (1)三个物体的碰撞仍然会是命题者眼中的“宠儿” (2)与图像结合的碰撞 (3)碰撞与平抛、圆周运动结合 例2 (三个物体的碰撞)如图2所示,一水平面上P点左侧光滑,右侧粗糙,质量为m的劈A在水平面上静止,上表面光滑,A右端与水平面平滑连接,质量为M的物块B恰好放在水平面上P点,物块B与水平面间的动摩擦因数为μ一质量为m的小球C位于劈A的斜面上,距水平面的高度为h小球C从静止开始滑下,[TP12GW119TIF,Y#]然后与B发生正碰(碰撞时间极短,且无机械能损失)已知M=2m,求: (1)小球C与劈A分离时,A的速度; (2)小球C的最后速度和物块B的运动时间第 5 页 共 5 页。












