（鏡像物理）2024年物理高考二輪復(fù)習(xí)專題碰撞的四類模型高考解密提分突破

2024屆高考

二輪復(fù)習(xí)專題（全國(guó)通用）碰撞的四類模型課標(biāo)要求11.了解彈性碰撞和非彈性碰撞的特點(diǎn)2.能使用動(dòng)量和機(jī)械能的知識(shí)定量分析一維碰撞問(wèn)題3.能解釋生產(chǎn)生活中的彈性碰撞和非彈性碰撞現(xiàn)象對(duì)標(biāo)高考22023年高考命題分布湖北卷湖南卷山東卷浙江卷6月全國(guó)甲卷全國(guó)乙卷上海卷遼寧卷T15(18分)—粒子彈性正碰T15(16分)—滑塊-曲面模型T18(16分)—物體正碰+滑塊-木板模型T18(11分)—物體正碰+彈簧滑塊模型T25(20分)—物體彈性正碰T25(20分)—物體彈性正碰T20(16分)—物性正碰T15(17分)—滑塊-木板模型對(duì)標(biāo)高考2命題趨勢(shì)31.碰撞問(wèn)題是歷年高考試題的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，它所體現(xiàn)的物理過(guò)程、狀態(tài)變化及能量關(guān)系，對(duì)理解能力、邏輯思維能力及分析推理能力要求比較高。2.高考題命題加重了試題與實(shí)際的聯(lián)系，命題導(dǎo)向由單純的解題向解決問(wèn)題轉(zhuǎn)變，因而要關(guān)注其在生活實(shí)際中的應(yīng)用，學(xué)會(huì)建構(gòu)模型、科學(xué)推理。3.動(dòng)量和能量綜合考查是高考命題的熱點(diǎn)，在選擇題和計(jì)算題中都可能出現(xiàn)，選擇題中可能考查動(dòng)量和能量知識(shí)的簡(jiǎn)單應(yīng)用，計(jì)算題中一般結(jié)合豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)模型、板塊模型或彈簧模型等壓軸考查，難度較大。此類試題區(qū)分度較高，且能很好地考查運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念、能量觀念動(dòng)量觀念和科學(xué)思維要素?！拔矬w與物體”正碰模型“滑塊—斜(曲)面”碰撞模型“滑塊—彈簧”碰撞模型“滑塊—木板”碰撞模型碰撞的四類模型1234模型一“物體與物體”正碰模型1.碰撞問(wèn)題遵守的三條原則(1)動(dòng)量守恒：p1＋p2＝p1′＋p2′。(2)動(dòng)能不增加：Ek1＋Ek2≥Ek1′＋Ek2′。(3)速度要符合實(shí)際情況①碰前兩物體同向運(yùn)動(dòng)，若要發(fā)生碰撞，則應(yīng)有v后＞v前，碰后原來(lái)在前的物體速度一定增大，若碰后兩物體同向運(yùn)動(dòng)，則應(yīng)有v前′≥v后′。②碰前兩物體相向運(yùn)動(dòng)，碰后兩物體的運(yùn)動(dòng)方向不可能都不改變。物體“正碰”類型彈性碰撞形變不能恢復(fù)形變能完全恢復(fù)形變能部分恢復(fù)基礎(chǔ)知識(shí)回顧2.彈性碰撞的結(jié)論例1“引力彈弓效應(yīng)”是”指在太空運(yùn)動(dòng)的探測(cè)器,借助行星的引力來(lái)改變自己的速度。如圖所示,設(shè)行星運(yùn)動(dòng)的速度為u,探測(cè)器的初速度大小為v0,探測(cè)器在遠(yuǎn)離行星后速度大小為v1,探測(cè)器和行星沒有發(fā)生直接碰撞,但是在行星的運(yùn)動(dòng)方向上,其運(yùn)動(dòng)規(guī)律可類比兩個(gè)質(zhì)量不同的鋼球在同一條直線上發(fā)生的彈性碰撞。那么下列判斷中正確的是(

)A.v1=2v0-u

B.v1=2v0+uC.v1=v0-2u

D.v1=v0+2uD3.非彈性碰撞的結(jié)論4.完全非彈性碰撞的結(jié)論模型二

“滑塊—斜(曲)面”碰撞模型v0mM水平地面光滑Q：如圖所示，水平地面光滑，m以初速度v0沖上光滑1/4圓弧槽面M，請(qǐng)同學(xué)們?cè)囍治鰪拈_始直到最后兩者分離全過(guò)程的（1）受力情況

（2）運(yùn)動(dòng)情況（3）能量轉(zhuǎn)化過(guò)程提示：

v0較小情況如何？v0較大情況如何？v0mM模型特點(diǎn)：①系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒②系統(tǒng)機(jī)械能守恒（1）v0較小時(shí)，m到最高點(diǎn)時(shí)：（2）v0較大時(shí)，到M的最高點(diǎn)時(shí):（4）m在M水平端口處和M分離時(shí)：

速度結(jié)果符合完全非彈性碰撞結(jié)果,所以m、M共速（Vmy=0）系統(tǒng)機(jī)械能守恒，水平方向動(dòng)量守恒，m、M水平方向共速(Vmy≠0)

速度結(jié)果符合彈性碰撞結(jié)果(m速度可能為0，可能反向，可能不反向）（3）v0足夠大，m沖出M后能否回落到M上?可以，水平方向相對(duì)靜止系統(tǒng)重力勢(shì)能最大，動(dòng)能損失最多系統(tǒng)重力勢(shì)能不變，動(dòng)能不變例2(2021·江蘇常州市模擬)如圖所示，質(zhì)量為M＝4kg的大滑塊靜置在光滑水平面上，滑塊左側(cè)為光滑圓弧，圓弧底端和水平面相切，頂端豎直。一質(zhì)量為m＝1kg的小物塊，被壓縮彈簧彈出后，沖上大滑塊，能從大滑塊頂端滑出，滑出時(shí)大滑塊的速度為1m/s。g取10m/s2。求：(1)小物塊被彈簧彈出時(shí)的速度；(2)小物塊滑出大滑塊后能達(dá)到的最大高度h1；(3)小物塊回到水平面的速度及再次滑上大滑塊后能達(dá)到的最大高度h2。答案(1)5m/s方向向右(2)1m(3)3m/s方向向左0.04m模型三

“滑塊—彈簧”碰撞模型Q：如圖所示，水平地面光滑，m1、

m2間連接輕質(zhì)彈簧，彈簧初始原長(zhǎng)，給m1初速度v0，請(qǐng)同學(xué)們?cè)囍治鰉1、

m2相互作用過(guò)程中的（1）受力情況

（2）運(yùn)動(dòng)情況（3）能量轉(zhuǎn)化過(guò)程提示：從開始到第二次恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程可以分為幾段？分段標(biāo)準(zhǔn)是什么?模型特點(diǎn)：①系統(tǒng)動(dòng)量守恒②系統(tǒng)機(jī)械能守恒過(guò)程分段m1m2原長(zhǎng)到壓縮至最短壓縮至最短時(shí)壓縮至最短到恢復(fù)原長(zhǎng)第一次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)恢復(fù)原長(zhǎng)到拉伸至最長(zhǎng)拉伸至最長(zhǎng)時(shí)拉至至最長(zhǎng)到恢復(fù)原長(zhǎng)第二次恢復(fù)原長(zhǎng)

【答案】ABD模型四

“滑塊—木板”碰撞模型Q：如圖所示，水平地面光滑，質(zhì)量為m的子彈以初速度v0射入質(zhì)量為M的木板，子彈與木板間的阻力恒為f，請(qǐng)同學(xué)們?cè)囍治稣麄€(gè)過(guò)程中的（1）受力情況

（2）運(yùn)動(dòng)情況（3）能量轉(zhuǎn)化過(guò)程提示：

若子彈未射穿木板情況如何？若子彈射穿木板情況如何？模型特點(diǎn)：①系統(tǒng)動(dòng)量守恒②系統(tǒng)機(jī)械能不守恒

B拓展提升1、(2022·湖南卷·4)1932年，查德威克用未知射線轟擊氫核，發(fā)現(xiàn)這種射線是由質(zhì)量與質(zhì)子大致相等的中性粒子(即中子)組成.如圖，中子以速度v0分別碰撞靜止的氫核和氮核，碰撞后氫核和氮核的速度分別為v1和v2.設(shè)碰撞為彈性正碰，不考慮相對(duì)論效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是A.碰撞后氮核的動(dòng)量比氫核的小B.碰撞后氮核的動(dòng)能比氫核的小C.v2大于v1D.v2大于v0

B2、2022(全國(guó)乙卷·25改編)如圖(a)，一質(zhì)量為m的物塊A與輕質(zhì)彈簧連接，靜止在足夠長(zhǎng)光滑水平面上；物塊B向A運(yùn)動(dòng)，t＝0時(shí)與彈簧接觸，到t＝2t0時(shí)與彈簧分離，碰撞結(jié)束，A、B的v－t圖像如圖(b)所示.已知從t＝0到t＝t0時(shí)間內(nèi)，物塊A運(yùn)動(dòng)的距離為0.36v0t0.碰撞過(guò)程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi).求：(1)碰撞過(guò)程中，彈簧彈性勢(shì)能的最大值；(2)碰撞過(guò)程中，彈簧壓縮量的最大值.答案(1)0.6mv02(2)0.768v0t0

AC4、(2022·河北卷·13)如圖，光滑水平面上有兩個(gè)等高的滑板A和B，質(zhì)量分別為1kg和2kg，A右端和B左端分別放置物塊C、D，物塊質(zhì)量均為1kg，A和C以相同速度v0＝10m/s向右運(yùn)動(dòng)，B和D以相同速度kv0向左運(yùn)動(dòng)，在某時(shí)刻發(fā)生碰撞，作用時(shí)間極短，碰撞后C與D粘在一起形成