2024年新高考物理资料 训练十 碰撞模型的拓展-备战2024年高考物理一轮复习专题复习与训练(解析版).docx本文件免费下载 【共9页】

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小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com训练十碰撞模型的拓展题型一“滑块—弹簧”模型知识梳理1.模型图示2.模型特点(1)动量守恒:两个物体与弹簧相互作用的过程中,若系统所受外力的矢量和为零,则系统动量守恒.(2)机械能守恒:系统所受的外力为零或除弹簧弹力以外的内力不做功,系统机械能守恒.(3)弹簧处于最长(最短)状态时两物体速度相同,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).例1(2023·江西南昌市模拟)如图所示,一个轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物体甲、乙连接,静止在光滑的水平面上.现在使甲瞬间获得水平向右的速度v0=4m/s,当甲物体的速度减小到1m/s时,弹簧最短.下列说法中正确的是()A.此时乙物体的速度大小为1m/sB.紧接着甲物体将开始做加速运动C.甲、乙两物体的质量之比m1∶m2=1∶4D.当弹簧恢复原长时,乙物体的速度大小为4m/s答案A解析根据题意可知,当弹簧压缩到最短时,两物体速度相同,所以此时乙物体的速度大小也是1m/s,A正确;因为弹簧压缩到最短时,甲受力向左,甲继续减速,B错误;根据动量守恒定律可得m1v0=(m1+m2)v,解得m1∶m2=1∶3,C错误;当弹簧恢复原长时,根据动量守恒定律和机械能守恒定律有m1v0=m1v1′+m2v2′,m1v02=m1v1′2+m2v2′2,联立解得v2′=2m/s,D错误.变式训练1(多选)如图甲所示,一个轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接并静止在光滑的水平地面上.现使A以3m/s的速度向B运动压缩弹簧,A、B的速度—时间图像如图乙,则有()A.在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s,且弹簧都处于压缩状态B.从t3到t4过程中,弹簧由压缩状态恢复原长C.两物块的质量之比m1∶m2=1∶2小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.comD.在t2时刻A与B的动能之比Ek1∶Ek2=1∶8答案CD解析开始时A逐渐减速,B逐渐加速,弹簧被压缩,t1时刻二者速度相同,系统动能最小,势能最大,弹簧被压缩到最短,然后弹簧逐渐恢复原长,B仍然加速,A先减速为零,然后反向加速,t2时刻,弹簧恢复原长,由于此时两物块速度方向相反,因此弹簧的长度将逐渐增大,两物块均减速,A减为零后又向B运动的方向加速,在t3时刻,两物块速度相同,系统动能最小,弹簧最长,因此从t3到t4过程中,弹簧由伸长状态恢复原长,故A、B错误;根据动量守恒定律,t=0时刻和t=t1时刻系统总动量相等,有m1v1=(m1+m2)v2,其中v1=3m/s,v2=1m/s,解得m1∶m2=1∶2,故C正确;在t2时刻A的速度为vA=-1m/s,B的速度为vB=2m/s,根据Ek=mv2,且m1∶m2=1∶2,求出Ek1∶Ek2=1∶8,故D正确.变式训练2(2022·全国乙卷·25改编)如图(a),一质量为m的物块A与轻质弹簧连接,静止在足够长光滑水平面上;物块B向A运动,t=0时与弹簧接触,到t=2t0时与弹簧分离,碰撞结束,A、B的v-t图像如图(b)所示.已知从t=0到t=t0时间内,物块A运动的距离为0.36v0t0.碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内.求:(1)碰撞过程中,弹簧弹性势能的最大值;(2)碰撞过程中,弹簧压缩量的最大值.答案(1)0.6mv02(2)0.768v0t0解析(1)当弹簧被压缩至最短时,弹簧弹性势能最大,此时A、B速度相等,即在t=t0时刻,根据动量守恒定律有mB·1.2v0=(mB+m)v0根据能量守恒定律有Epmax=mB(1.2v0)2-(mB+m)v02联立解得mB=5m,Epmax=0.6mv02(2)B接触弹簧后,压缩弹簧的过程中,A、B动量守恒,有mB·1.2v0=mBvB+mvA对方程两边同时乘以时间Δt,有6mv0Δt=5mvBΔt+mvAΔt0~t0之间,根据位移等于速度在时间上的累积,可得6mv0t0=5msB+msA,将sA=0.36v0t0代入可得sB=1.128v0t0则碰撞过程中,弹簧压缩量的最大值Δs=sB-sA=0.768v0t0.题型二“滑块—斜(曲)面”模型知识梳理1.模型图示2.模型特点小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com(1)上升到最大高度:m与M具有共同水平速度v共,此时m的竖直速度vy=0.系统水平方向动量守恒,mv0=(M+m)v...

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