2024届高考物理一轮总复习第六章动量动量守恒定律第3讲“动量守恒定律中三类典型问题”的分类研究教师用书.pdf

第3讲“动量守恒定律中三类典型问题”的分类探讨

类型(一)碰撞问题

1．碰撞遵循的三条原则

(1)动量守恒定律。

(2)机械能不增加。

E＋E≥E′＋E′或＋≥＋

k1k2k1k2

(3)速度要合理。

①同向碰撞：碰撞前，后面的物体速度大；碰撞后，前面的物体速度大或相等。

②相向碰撞：碰撞后两物体的运动方向不行能都不变更。

2．弹性碰撞探讨

(1)碰后速度的求解：依据动量守恒和机械能守恒

解得v′＝，

1

v′＝。

2

(2)分析探讨：

当碰前物体2的速度不为零时，若m＝m，则：

12

v′＝v，v′＝v，即两物体交换速度。

1221

当碰前物体2的速度为零时，即v＝0，则：

2

v′＝，v′＝。

12

①m＝m时，v′＝0，v′＝v，碰撞后两物体交换速度。

12121

②m＞m时，v′＞0，v′＞0，碰撞后两物体沿同方向运动。

1212

③m＜m时，v′＜0，v′＞0，碰撞后质量小的物体被反弹回来。

1212

[典例](2024·广东高考)某同学受自动雨伞开伞过程的启发，设计了如图

所示的物理模型。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，初始时它们处

于静止状态。当滑块从A处以初速度v为10m/s向上滑动时，受到滑杆的摩擦

0

力f为1N，滑块滑到B处与滑杆发生完全非弹性碰撞，带动滑杆离开桌面一起

竖直向上运动。已知滑块的质量m＝0.2kg，滑杆的质量M＝0.6kg，A、B间的

2

距离l＝1.2m，重力加速度g取10m/s，不计空气阻力。求：

(1)滑块在静止时和向上滑动的过程中，桌面对滑杆支持力的大小N和N；

12

(2)滑块碰撞前瞬间的速度大小v；

1

(3)滑杆向上运动的最大高度h。

[解析](1)滑块静止时，对滑块和滑杆整体分析如图甲所示，可得N1

＝(M＋m)g

代入数据解得N＝8N，

1

滑块向上滑动时，对滑杆受力分析如图乙所示，可得N＋f＝Mg

2

代入数据解得N＝5N。

2

22

(2)滑块向上运动过程中，从A到B由动能定理得：－mgl－fl＝mv－mv

10

代入数据解得v＝8m/s。

1

(3)滑块滑到B处与滑杆发生完全非弹性碰撞，设碰后速度为v′，

由动量守恒定律得：m