资源简介

《碰撞的四类模型》复习课学案
【课标要求】
①了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点
②能使用动量和机械能的知识定量分析一维碰撞问题
③能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象
【教学目标】
①物理观念：回顾碰撞三种类型特点，让学生观察、体会运动观，相互作用观及能量观，归纳多物体，多阶段运动问题的一般解题规律和方法。
②科学思维：在复习中进行科学推理论证，并对碰撞模型建构，通过训练，提高学生分析综合能力，处理复杂问题能力。
③科学探究：对所提的问题利用实验进行验证。
④科学态度与责任：培养学生实事求是的科学精神，形成勇于创新的科学态度。?
【教学重难点】
重点：掌握碰撞中多物体，多阶段运动问题的一般解题规律和方法。归纳总结碰撞的四类模型的规律和特点。
难点：能根据不同阶段的运动受力特点，合理选择动力学、能量观点或动量观点解决问题。
【模型一 “物体与物体”正碰模型】
问题1：碰撞问题遵循的三原则是什么？或者说碰撞产生的条件是什么？
问题2：弹性碰撞满足什么样的规律？
当质量为m1速度为v1的物体与质量为m2速度为v2的物体发生弹性正碰，列出的方程和碰后的速度是？
例1、 “引力弹弓效应”是指在太空运动的探测器,借助行星的引力来改变自己的速度。如图所示,设行星运动的速度大小为u，探测器的初速度大小为v0探测器在远离行星后速度大小为v1，探测器和行星没有发生直接碰撞，但是在行星的运动方向上，其运动规律可类比两个质量不同的钢球在同一条直线上发生的弹性碰撞。那么下列判断中正确的是( )
A． B．
C． D．
【模型二 “滑块—斜(曲)面”碰撞模型】
Q：如图所示，水平地面光滑，m以初速度v0冲上光滑1/4圆弧槽面M，请同学们试着分析从开始直到最后两者分离全过程的
（1）受力情况 （2）运动情况 （3）能量转化过程
提示： v0较小情况如何？v0较大情况如何？（分两组探讨）
例2、 (2021·江苏常州市模拟)如图所示，质量为M＝4kg的大滑块静置在光滑水平面上，滑块左侧为光滑圆弧，圆弧底端和水平面相切，顶端竖直。一质量为m＝1kg的小物块，被压缩弹簧弹出后，冲上大滑块，能从大滑块顶端滑出，滑出时大滑块的速度为1 m/s。g取10 m/s2。求：
(1)小物块被弹簧弹出时的速度；
(2)小物块滑出大滑块后能达到的最大高度h1；
(3)小物块回到水平面的速度及再次滑上大滑块后能达到的最大高度h2。
【模型三 “滑块—弹簧”碰撞模型】
Q：如图所示，水平地面光滑，m1、 m2间连接轻质弹簧，弹簧初始原长，给m1初速度v0 ，请同学们试着分析m1、 m2相互作用过程中的
（1）受力情况 （2）运动情况 （3）能量转化过程
提示：从开始到第二次恢复原长的过程可以分为几段？分段标准是什么
过程分段 m1 m2
原长到压缩至最短
压缩至最短时
压缩至最短到恢复原长
第一次恢复原长时
恢复原长到拉伸至最长
拉伸至最长时
拉至至最长到恢复原长
第二次恢复原长
例3、(2021·湖南卷·8)如图（a），质量分别为mA、m 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两物体运动的图像如图（b）所示，表示0到时间内A的图线与坐标轴所围面积大小，分别表示到时间到内A、B的图线与坐标轴所围面积大小。A在时刻的速度为。下列说法正确的是（　　）
A. 0到时间内，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.
【模型四 “滑块—木板”碰撞模型】
Q：如图所示，水平地面光滑，质量为m的子弹以初速度v0射入质量为M的木板，子弹与木板间的阻力恒为f，请同学们试着分析整个过程中的
（1）受力情况 （2）运动情况 （3）能量转化过程
提示： 若子弹未射穿木板情况如何？若子弹射穿木板情况如何？
例4、（2023·陕西西安·校考三模）如图所示，质量为m的长木板B放在光滑的水平面上，质量为的木块A放在长木板的左端，一颗质量为的子弹以速度射入木块并留在木块中，当木块滑离木板时速度为，木块在木板上滑行的时间为t，则下列说法错误的是（　　）
A．木块获得的最大速度为
B．木块滑离木板时，木板获得的速度大小为
C．木块在木板上滑动时，木块与木板之间的滑动摩擦力大小为
D．因摩擦产生的热量等于子弹射入木块后子弹和木块减少的动能与木板增加的动能之差
【拓展提升】
1、(2022·湖南卷·4)1932年，查德威克用未知射线轰击氢核，发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子(即中子)组成.如图，中子以速度v0分别碰撞静止的氢核和氮核，碰撞后氢核和氮核的速度分别为v1和v2.设碰撞为弹性正碰，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（　　）
A.碰撞后氮核的动量比氢核的小
B.碰撞后氮核的动能比氢核的小
C.v2大于v1
D.v2大于v0
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.
3、(多选) (2023·山东济南市模拟)如图所示，质量为2 kg的四分之一圆弧形滑块P静止于水平地面上，其圆弧底端与水平地面相切.在滑块P右侧有一固定的竖直弹性挡板，将一质量为1 kg的小球Q从滑块顶端正上方距地面1.2 m处由静止释放，小球Q恰能沿切线落入滑块P.小球与挡板的碰撞为弹性碰撞，所有接触面均光滑，重力加速度取g＝10 m/s2.下列说法正确的是（　　）
A.若滑块P固定，小球Q能回到高1.2 m处
B.若滑块P固定，小球Q第一次与挡板碰撞过程挡板对小球的冲量大小为 N·S
C.若滑块P不固定，小球Q第一次与挡板碰撞前的速度大小为4 m
D.若滑块P不固定，经过多次碰撞后，滑块的最终速度大小为3 m/s
4、(2022·河北卷·13)如图，光滑水平面上有两个等高的滑板A和B，质量分别为1 kg和2 kg，A右端和B左端分别放置物块C、D，物块质量均为1 kg，A和C以相同速度v0＝10 m/s向右运动，B和D以相同速度kv0向左运动，在某时刻发生碰撞，作用时间极短，碰撞后C与D粘在一起形成一个新物块，A与B粘在一起形成一个新滑板，物块与滑板之间的动摩擦因数均为μ＝0.1.重力加速度大小取g＝10 m/s2.
(1)若0(2)若k＝0.5，从碰撞后到新物块与新滑板相对静止时，求两者相对位移的大小.

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