模型32 碰撞問題（原卷版）-2025版高考物理熱點模型精-品講義

模型32碰撞問題01模型概述01模型概述1.碰撞：碰撞是指物體間的相互作用持續(xù)時間很短，而物體間相互作用力很大的現(xiàn)象．2.特點：在碰撞現(xiàn)象中，一般都滿足內力遠大于外力，可認為相互碰撞的系統(tǒng)動量守恒．3.分類類型定義動量是否守恒機械能是否守恒彈性碰撞碰撞時,內力是彈性力,只發(fā)生機械能的轉移,系統(tǒng)內無機械能損失守恒守恒非彈性碰撞發(fā)生非彈性碰撞時,內力是非彈性力,部分機械能轉化為物體的內能守恒有損失完全非彈性碰撞發(fā)生完全非彈性碰撞時,機械能向內能轉化得最多,機械能損失最大.碰后物體粘在一起,以共同速度運動守恒損失最大在一動撞一靜的完全非彈性碰撞中，若兩物體質量相等，此過程中損失的動能為系統(tǒng)初動能的一半4.碰撞問題遵守的三條原則1）動量守恒：.2）動能不增加：.3）速度要符合實際情況①碰前兩物體同向運動，若要發(fā)生碰撞，則應有，碰后原來在前的物體速度一定增大，若碰后兩物體同向運動，則應有.②碰前兩物體相向運動，碰后兩物體的運動方向至少有一個改變．5.彈性碰撞的結論以質量為、速度為的小球與質量為的靜止小球發(fā)生彈性碰撞為例，則有，聯(lián)立解得：，討論：①若，則，(速度交換)；②若，則，(碰后兩物體沿同一方向運動)；當時，，；③若，則，(碰后兩物體沿相反方向運動)；當時，，.02典題攻破02典題攻破1.彈性碰撞【典型題1】（2024·山東濟寧·一模）目前我國空間實驗已走在世界的前列，神舟十六號航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮在空間站內做了鋼球相互碰撞的實驗。桂海潮用較小鋼球以0.6m/s水平向左的速度與靜止的較大鋼球正碰，碰后小鋼球與大鋼球速度大小分別為、，較小鋼球的質量為較大鋼球質量的一半，兩鋼球的碰撞可視為完全彈性碰撞。下列說法正確的是（）A．，方向水平向左 B．，方向水平向右C．，方向水平向左 D．，方向水平向左2.完全非彈性碰撞【典型題2】（2024·山東濟南·模擬預測）如圖所示，光滑水平直軌道上兩滑塊A、B用橡皮筋連接，A的質量為m＝2kg。開始時橡皮筋松弛，B靜止。給A向左的初速度，一段時間后，B與A同向運動發(fā)生碰撞并粘在一起，碰撞后的共同速度是碰撞前瞬間A的速度的2倍，也是碰撞前瞬間B的速度的一半。整個過程中橡皮筋始終在彈性限度內，則滑塊B的質量為（）A．4kg B．3kg C．2kg D．1kg3.碰撞的可能性問題【典型題3】兩球A、B在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運動，mA＝1kg，mB＝2kg，vA＝6m/s，vB＝2m/s。當A追上B并發(fā)生碰撞后，兩球A、B速度的可能值是（）A．vA′＝3m/s，vB′＝4m/s B．vA′＝5m/s，vB′＝2.5m/sC．vA′＝2m/s，vB′＝4m/s D．vA′＝－4m/s，vB′＝7m/s03針對訓練03針對訓練1．（2024·黑龍江齊齊哈爾·一模）如圖所示為雜技表演“胸口碎大石”，其原理可解釋為：當大石塊獲得的速度較小時，下面的人感受到的振動就會較小，人的安全性就較強，若大石塊的質量是鐵錘的150倍，則撞擊后大石塊的速度可能為鐵錘碰撞前速度的（）A． B． C． D．2．（2024·貴州·模擬預測）如圖，光滑水平地面上，動量為的小球1向右運動，與同向運動且動量為的小球2發(fā)生彈性碰撞，，碰撞后小球1的速率為、動能為、動量大小為，小球2的速率為、動能為、動量大小為。下列選項一定正確的是（）A． B．碰撞后球2向右運動，球1向左運動C． D．3．（2024·江蘇·模擬預測）如圖所示，小物塊a、b和c靜置于光滑水平地面上?，F(xiàn)讓a以速度v向右運動，與b發(fā)生正碰，然后b與c也發(fā)生正碰。若a、b、c的質量可任意選擇，碰撞可以是彈性也可以是非彈性的，各種可能的碰撞后，c的最大速度為（

）A．4v B．6v C．9v D．12v4．（2024·河北滄州·三模）甲、乙兩小球在光滑的水平面上沿同一直線相向運動，已知小球甲的質量小于小球乙的質量，兩小球碰撞前后的位移隨時間的變化規(guī)律如圖所示。則下列說法正確的是（）A．圖線A為碰前乙的位移—時間圖像B．圖線C為碰后甲的位移—時間圖像C．小球甲、乙的質量之比為1∶2D．兩小球的碰撞為非彈性碰撞5．（2024·吉林長春·模擬預測）如圖所示，用長度均為l的輕質細繩懸掛三個形狀相同的彈性小球，質量依次滿足（“?”表示“遠大于”）。將左邊第一個小球拉起一定角度θ后釋放，則最后一個小球開始運動時的速度約為（

）A． B．C． D．6．（2024·江西·一模）如圖，在水平地面上固定一圓環(huán)，圓環(huán)內壁光滑，圓環(huán)內嵌著A、B兩個大小相同的小球，它們的質量分別是、，且，小球的直徑略小于圓環(huán)的孔徑且它們之間的摩擦忽略不計，圓環(huán)的內半徑遠大于球的半徑，初始時B球處于靜止狀態(tài)，A球以一定初速度撞擊B球，A、B兩個球在a點發(fā)生彈性碰撞，一段時間后，A、B兩個球在b點發(fā)生第二次彈性碰撞，a、b兩點與圓環(huán)圓心的連線夾角為120°，則為（

）A．2∶1 B．3∶1 C．4∶1 D．5∶17．（2024·山東煙臺·二模）質量為和的兩個物體在光滑水平面上正碰，其位置坐標x隨時間t變化的圖像如圖所示，若令，則p的取值范圍為（）A． B． C． D．8．（2024·福建·一模）（多選）在某次臺球游戲中，出現(xiàn)了如圖所示的陣型，5個小球B、C、D、E、F并排放置在水平桌面上，其中4個球B、C、D、E質量均為，A球、F球質量均為，A球以速度與B球發(fā)生碰撞，所有的碰撞均可認為是彈性碰撞，下列說法正確的是（）A．若，最終將有1個小球運動B．若，相鄰兩小球之間只發(fā)生1次碰撞C．若，最終將有3個小球運動，且運動方向一致D．若，最終將有3個小球運動，且運動方向不一致9．（2024·寧夏石嘴山·三模）（多選）A、B兩球沿同一直線運動并發(fā)生正碰，如圖所示，、分別為A、B兩球碰撞前的位移-時間圖像，為碰撞后兩球共同運動的位移-時間圖像，若A球質量是，則由圖可知，下列結論正確的是（）A．A、B碰撞前的總動量為B．碰撞時A對B所施沖量為C．碰撞前后A的動量變化量為D．碰撞中A、B兩球組成的系統(tǒng)損失的動能為10．（2024·四川內江·三模）（多選）某同學受電動窗簾的啟發(fā)，設計了如圖所示的簡化模型。多個質量均為1kg的滑塊可在水平滑軌上滑動。忽略摩擦和空氣阻力。開窗簾過程中，電機對滑塊a施加一個水平向右的恒力F，推動滑塊a以0.30m/s的速度與靜止的滑塊b碰撞，碰撞時間為0.04s。碰撞結束后瞬間兩滑塊的共同速度為0.16m/s。關于兩滑塊的碰撞過程，下列說法正確的是（）A．兩滑塊的動量不守恒B．滑塊a受到合外力的沖量大小為0.14N?sC．滑塊b受到合外力的沖量大小為0.32N?sD．滑塊b受到滑塊a的平均作用力的大小為3.5N11．（2024·福建漳州·二模）（多選）如圖，冰壺被大家喻為冰上的“國際象棋”，它考驗參與者的體能與腦力，展現(xiàn)動靜之美，取舍之智慧。質量相同的冰壺甲和乙相距30m，冰壺甲以速度被推出后做勻減速直線運動，經(jīng)過10s與靜止的冰壺乙發(fā)生對心彈性碰撞，則（

）A．兩冰壺碰撞后均向前運動B．兩冰壺碰撞后，甲靜止不動C．冰壺甲初速度大小可能為3m/sD．冰壺甲初速度大小可能為5m/s12．（2024·陜西商洛·模擬預測）如圖所示，可固定的四分之一圓槽AB的半徑為R、質量為3m，靜止放在水平地面上，圓槽底端B點的切線水平，距離B點為R處有一質量為3m的小球2?，F(xiàn)將質量為m的小球1（可視為質點）從圓槽頂端的A點由靜止釋放，重力加速度為g，不計一切摩擦，兩小球大小相同，所有的碰撞均為彈性碰撞。（1）若圓槽固定，求小球2最終的速度大??；（2）若圓槽不固定，求小球1剛與小球2接觸時，與圓槽底端B點的距離；（3）若圓槽不固定，求小球1最終的速度大小。13．（2024·天津北辰·三模）2024年春節(jié)前夕，因“凍雨”導致眾多車輛在某些高速路段停滯，并發(fā)生了一些交通事故。如圖所示，受高速路面冰雪影響，乙車停在水平高速路面上，甲車以速度從乙車正后方同一車道勻速駛來，在距乙車處緊急剎車（牽引力瞬間變?yōu)榱悖?/p>