2022年高考压轴题突破 .pdf

学习必备欢迎下载北京高考物理压轴题大突破（一）冲刺 2012 北京高考碰撞中的动量问题趋势：碰撞中的动量问题连续三年出现在北京高考物理最后一题中一、知识回顾：1. 动量（1）定义：一个系统不受外力或者受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变 即：（2）动量守恒定律成立的条件系统不受外力或者所受外力之和为零；系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计；系统在某一个方向上所受的合外力为零，则该方向上动量守恒全过程的某一阶段系统受的合外力为零，则该阶段系统动量守恒（3）其它表达形式：除了m1v1+m2v2=m1v1+m2v2，即 p1+p2=p1+p2外，还有 p1+p2=0，p1= - p2 和 m1/m2=v1/ v2 2. 碰撞（1）定义：相对运动的物体相遇，在极短时间内，通过相互作用，运动状态发生显著变化的过程叫做碰撞（2）碰撞的特点作用时间极短，内力远大于外力，总动量总是守恒的碰撞过程中，总动能不增因为没有其它形式的能量转化为动能碰撞过程中，当两物体碰后速度相等时，即发生完全非弹性碰撞时，系统动能损失最大碰撞过程中，两物体产生的位移可忽略（3）碰撞的分类弹性碰撞（或称完全弹性碰撞）如果在弹性力的作用下，只产生机械能的转移，系统内无机械能的损失，称为弹性碰撞（或称完全弹性碰撞）此类碰撞过程中，系统动量和机械能同时守恒非弹性碰撞如果是非弹性力作用，使部分机械能转化为物体的内能，机械能有了损失，称为非弹性碰撞此类碰撞过程中，系统动量守恒，机械能有损失，即机械精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 9 页学习必备欢迎下载能不守恒完全非弹性碰撞如果相互作用力是完全非弹性力，则机械能向内能转化量最大，即机械能的损失最大，称为完全非弹性碰撞碰撞物体粘合在一起，具有同一速度此类碰撞过程中，系统动量守恒，机械能不守恒，且机械能的损失最大（4）判定碰撞可能性问题的分析思路判定系统动量是否守恒判定物理情景是否可行，如追碰后，前球动量不能减小，后球动量在原方向上不能增加；追碰后，后球在原方向的速度不可能大于前球的速度判定碰撞前后动能是不增加精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 9 页学习必备欢迎下载二例题讲解例 1.荷兰科学家惠更斯在研究物体碰撞问题时做出了突出的贡献惠更斯所做的碰撞实验可简化为：三个质量分别为m1、m2、m3的小球，半径相同，并排悬挂在长度均为L 的三根平行绳子上，彼此相互接触。现把质量为m1的小球拉开，上升到H 高处释放，如图所示，已知各球间碰撞时同时满足动量守恒定律和机械能守恒定律，且碰撞时间极短，H 远小于L,不计空气阻力。（1）若三个球的质量相同，则发生碰撞的两球速度交换，试求此时系统的运动周期。（2）若三个球的质量不同，要使球1 与球 2、球 2 与球 3 相碰之后，三个球具有同样的动量，则m1m2m3应为多少 ?它们上升的高度分别为多少? 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 9 页学习必备欢迎下载精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 9 页学习必备欢迎下载精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 9 页学习必备欢迎下载三、课堂练习雨滴在穿过云层的过程中，不断与漂浮在云层中的小水珠相遇并结合为一体，其质量逐渐增大。现将上述过程简化为沿竖直方向的一系列碰撞。已知雨滴的初始质量为0m，初速度为0v，下降距离l后于静止的小水珠碰撞且合并，质量变为1m。 此后每经过同样的距离l后，雨滴均与静止的小水珠碰撞且合并，质量依次为2m、3m nm （设各质量为已知量） 。不计空气阻力。（）若不计重力，求第n次碰撞后雨滴的速度nv；（）若考虑重力的影响，求第次碰撞前、后雨滴的速度1v和1v；求第次碰撞后雨滴的动能212nnm v。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 9 页学习必备欢迎下载四、课后练习例 1.如图 1 所示， ABC 为一固定在竖直平面内的光滑轨道，BC 段水平， AB 段与 BC 段平滑连接。质量为m1的小球从高为h 处由静止开始沿轨道下滑，与静止在轨道BC 段上质量为 m2的小球发生碰撞，碰撞前后两球的运动方向处于同一水平线上，且在碰撞过程中无机械能损失。求碰撞后小球m2的速度大小v2；碰撞过程中的能量传递规律在物理学中有着广泛的应用。为了探究这一规律，我们采用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直线上、且无机械能损失的简化力学模型。如图2所示，在固定光滑水平直轨道上，质量分别为m1、 m2、m3 mn-1、 mn的若干个球沿直线静止相间排列。给第1 个球初动能Ek1，从而引起各球的依次碰撞。定义其中第 n 个球经过一次碰撞后获得的动能Ekn与 Ek1之比为第1 个球对第n 个球的动能传递系数 k1n。a求 k1n；b若 m1=4m0，m3=m0，m0为确定的已知量。求m2为何值时， k13最大。m1 m2 ABCh图 1 m1 m2 m3 mn-1 mn图 2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 9 页学习必备欢迎下载例 2. 右图是某种静电分选器的原理示意图。两个竖直放置的平行金属板带有等量异号电荷，形成匀强电场。 分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度，到两板距离相等。 混合在一起的a、b 两种颗粒从漏斗出口下落时，a 种颗粒带上正电，b 种颗粒带上负电。经分选电场后，a、b 两种颗粒分别落到水平传送带A、B 上。已知两板间距d 0.1m，板的度l0.5m，电场仅局限在平行板之间；各颗粒所带电量大小与其质量之比均为1 105C/kg。设颗粒进入电场时的初速度为零，分选过程中颗粒大小及颗粒间的相互作用力不计。要求两种颗粒离开电场区域时，不接触到极板但有最大偏转量。重力加速度g 取 10m/s2。（1）左右两板各带何种电荷？两极板间的电压多大？（2）若两带电平行板的下端距传送带A、B 的高度 H0.3m，颗粒落至传送带时的速度大小是多少？（3）设颗粒每次与传带碰撞反弹时，沿竖直方向的速度大小为碰撞前竖直方向速度大小的一半。 写出颗粒第n 次碰撞反弹高度的表达式。并求出经过多少次碰撞，颗粒反弹的高度小于 0.01。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 9 页学习必备欢迎下载五、思考题精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 9 页