2014届高考物理人教版一轮总复习配套课件 3-5.1 动量守恒定律.ppt

1、选修3-5考纲下载1.动量、动量守恒定律及其应用2.弹性碰撞和非弹性碰撞3.光电效应4.爱因斯坦光电效应方程5.氢原子光谱6.氢原子的能级结构、能级公式7.原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期8.放射性同位素9.核力、核反应方程10.结合能、质量亏损11.裂变反应和聚变反应、裂变反应堆12.放射性的防护实验：验证动量守恒定律考情上线1.本章高考的重点、热点是动量守恒定律的应用，一般结合碰撞，特别是微观粒子的碰撞过程，涉及过程一般不太复杂，题型通常为计算题。2.探究动量守恒的几种不同实验方案是本章命题的另一热点。3.光电效应、光电效应方程是本章的热点之一，常以选择题形式出现。4.原子的核式

2、结构、玻尔理论、能级公式、原子跃迁等，这部分内容出题的几率将会提高，既可能单独出现，也可能与其他内容综合命题。5.核反应方程的书写，半衰期的计算、根据质能方程计算核反应中的核能是高考热点，题型以选择题为主。6.裂变、聚变及三种射线，这部分内容可能结合动量守恒、电场、磁场等知识来命题。7.以微观世界原子物理部分的粒子作用为命题平台，综合考查核反应方程、动量守恒定律、能量守恒定律等知识。本部分为选考内容，难度不大，建议在复习过程中应注意以下几点：一是动量守恒定律的内容，不要做太多的老高考题，而是重在动量守恒定律的理解，掌握应用动量守恒定律解题的基本方法和步骤。二是掌握弹性碰撞和非弹性碰撞的概念，记

3、住两物体碰撞的几个基本公式，运用动量守恒定律，并能结合能量关系解决简单的碰撞问题。三是原子物理的内容，着重掌握氢原子的能级结构和能级公式、核反应方程的书写及结合能和质量亏损的计算上。1.物体的和的乘积，叫做动量。p。在国际单位制中的单位是。动量是，方向与物体的方向相同。2.如果一个系统作用，或者所受的为零，这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。表达式：m1v1+m2v2=m1v1+m2v2，也可写为p=p、p=0和p1=-p2。成立条件：系统或系统所受外力。3.碰撞指的是物体间相互作用持续时间，物体间相互作用力的现象叫做碰撞。学案1 动量守恒定律质量速度mvkgm/s矢量速度不受

4、外力合外力不受外力合力为零短大考点 1 动量守恒定律名称项目动量动能动量的变化量定义物体的质量和速度的乘积物体由于运动而具有的能量物体末动量与初动量的矢量差定义式p=mvEk=(1/2)mv2p=p-p矢标性矢量标量矢量特点状态量状态量过程量关联方程Ek=p2/(2m)p=mv-mv1.动量、动能、动量变化量的比较 2.动量守恒定律(1)成立条件理想守恒：系统不受外力或所受外力的合力为零近似守恒：系统所受外力远小于内力，如碰撞或爆炸瞬间，外力可忽略不计。分方向守恒：系统某一方向不受外力或所受合外力为零，则该方向动量(分动量)守恒。(2)三种常见表达式pp(系统相互作用前的总动量p等于相互作用后

5、的总动量p)。实际应用时的三种常见形式：a.m1v1m2v2m1v1m2v2(适用于作用前后都运动的两个物体组成的系统)。b.0m1v1m2v2(适用于原来静止的两个物体组成的系统，比如爆炸、反冲等，两者速率及位移大小与各自质量成反比)。c.m1v1m2v2(m1m2)v(适用于两物体作用后结合为一体或具有相同速度的情况，完全非弹性碰撞)。p0(系统总动量不变)。p1p2(相互作用的两物体组成的系统，两物体动量增量大小相等、方向相反)。3.应用动量守恒定律的解题步骤(1)分析题意，明确研究对象。在分析相互作用的物体动量是否守恒时，通常把这些被研究的物体称为系统。要明确所研究的系统是由几个物体组

6、成的。(2)对系统内物体进行受力分析，弄清楚哪些是系统内部物体之间相互作用的力，即内力；哪些是系统外的物体对系统内物体的作用力，即外力。在受力分析的基础上，根据动量守恒的条件，判断能否应用动量守恒定律。(3)明确所研究的相互作用过程，再确定过程的始末状态，即系统内各个物体的初动量和末动量的值或表达式。(4)建立动量守恒方程，代入已知量，解出待求量。计算结果如果是正的，说明该量的方向和正方向相同；如果是负的，则和选定的正方向相反。(3)动量守恒定律的“五性”设A与B碰撞后，A的速度为vA，B与C碰撞前B的速度为vB，B与C碰撞后粘在一起的速度为v，由动量守恒定律得对A、B木块：mAv0=mAvA

7、+mBvB对B、C木块：mBvB=(mB+mC)v由A与B间的距离保持不变可知vA=v联立式，代入数据得 vB=6v0/5例1 2012年高考山东理综卷如图3.5-1-1，光滑水平轨道上有三个木块A、B、C，质量分别为mA=3m、mB=mC=m，开始时B、C均静止，A以初速度v0向右运动，A与B相撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变。求B与C碰撞前B的速度大小。图3.5-1-1方法点拨：应用动量守恒定律的解题步骤：1.确定相互作用的系统为研究对象。2.分析研究对象所受的外力。3.判断系统是否符合动量守恒条件。4.规定正方向，确定初、末状态动量的正、负号。5.根据动量

8、守恒定律列式求解。1.质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为。初始时小物块停在箱子正中间，如图3.5-1-2所示。再给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止。设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为()A.(1/2)mv2 B.mM/2(m+M)v2C.(1/2)NmgL D.NmgLBD图3.5-1-2本题考查动量守恒、功能关系及能量守恒定律。设最终箱子与小物块的速度为v1，根据动量守恒定律有mv=（m+M）v1，则动能损失Ek=1/2mv2-1/2（m+M）

9、v21，解得Ek=mM/2(m+M)v2，B正确；依题意：小物块与箱壁碰撞N次后回到箱子的正中央，相对箱子运动的路程为s=0.5L+（N-1）L+0.5L=NL，故系统因摩擦产生的热量即为系统损失的动能：Ek=Q=fs=mgNL=NmgL,D正确。考点 2 碰撞、爆炸和反冲运动1.碰撞的种类及特点分类标准种类特点能量是否守恒弹性碰撞动量守恒，机械能守恒非完全弹性碰撞动量守恒，机械能有损失完全非弹性碰撞动量守恒，机械能损失最大碰撞前后动量是否共线对心碰撞(正碰)碰撞前后速度共线非对心碰撞(斜碰)碰撞前后速度不共线2.爆炸现象 (1)动量守恒：由于爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸物体间的相互作用力

10、远远大于受到的外力，所以在爆炸过程中，系统的总动量守恒。(2)动能增加：在爆炸过程中，由于有其他形式的能量(如化学能)转化为动能，所以爆炸后系统的总动能增加。(3)位置不变：爆炸和碰撞的时间极短，因而作用过程中，物体产生的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸或碰撞后仍然从爆炸或碰撞前的位置以新的动量开始运动。3.反冲运动 (1)反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果。(2)反冲运动的过程中，如果合外力为零或外力的作用远小于物体间的相互作用力，可利用动量守恒定律来处理。碰撞现象满足的规律(1)动量守恒定律。(2)机械能不增加。(3)速度要合理。若碰前两物体同向运动，则应有v后

11、v前，碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有v前v后。碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变。2.2012年高考全国理综卷如图3.5-1-4，大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m，摆长相同，并排悬挂，平衡时两球刚好接触，现将摆球a向左边拉开一小角度后释放，若两球的碰撞是弹性的，下列判断正确的()A.第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等B.第一次碰撞后的瞬间，两球的动量大小相等C.第一次碰撞后，两球的最大摆角不相同D.发生第二次碰撞时，两球在各自的平衡位置AD图3.5-1-41.质量为M的小车在光滑水平地面上以速度v0匀速向右运动，当车中的砂子从底部的

12、小孔中不断流下时，车子的速度将()A.减小B.不变C.增大D.无法确定 B砂子和小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律，在初状态，砂子落下前，砂子和车都以v0向前运动；在末状态，砂子落下时具有与车相同的水平速度v0，车的速度为v，由(m+M)v0=mv0+Mv得v=v0，车速不变。此题易错选C，认为总质量减小，车速增大。这种想法错在研究对象的选取，应保持初末状态研究对象是同系统，质量不变。2.在光滑的水平面上有a、b两球，其质量分别为ma、mb，两球在t时刻发生正碰，两球在碰撞前后的速度图象如图3.5-1-5所示。下列关系正确的是()A.mambB.mambC.ma=mb D.无法判断B图3.

13、5-1-5设a球碰前的速度大小为v，则由图可知，碰后a、b两球的速度大小均为v/2，由动量守恒得：mav=mbv/2+ma(-v/2)，可推得mb3ma，B正确。3.质量相同的三个小球a、b、c在光滑水平面上以相同的速率运动，它们分别与原来静止的三个球A、B、C相碰(a与A、b与B、c与C)后，c球继续沿原方向运动，b球静止不动，a球被弹回而反方向运动。如果它们在碰撞过程中动量守恒，则A、B、C三球中动量最大的是()A.A球B.B球C.C球D.无法判定A根据动量守恒定律，p1p2，也就是说，若比较A、B、C三球获得的动量大小，可以比较a、b、c三球的动量变化大小，pam（-vv），pb0mv，

14、pcm(vv)，可以看出，a球的动量变化大，因而A球获得的动量大。A正确。4.A球的质量是m，B球的质量是2m，它们在光滑的水平面上以相同的动量运动。B在前，A在后，发生正碰后，A球仍朝原方向运动，但其速率是原来的一半，碰后两球的速率比vA:vB为()A.1/2 B.1/3 C.2 D.2/3D5.质量为M的物块以速度v运动，与质量为m的静止物块发生正碰，碰撞后两者的动量正好相等。两者质量之比M/m可能是()A.2 B.3 C.4 D.5AB6.如图3.5-1-6所示，A、B、C三个木块的质量均为m，置于光滑的水平桌面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连。将弹簧压紧到不能再

15、压缩时用细线把B和C紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体。现A以初速度v0沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起。以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离。已知C离开弹簧后的速度恰为v0。求弹簧释放的势能。图3.5-1-67.如图3.5-1-7所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0。为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛出甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度。(不计水的阻力)图3.5-1-78.如图3.5-1-8所示，小球A系在细线的一端，线的另一端固定在O

16、点，O点到水平面的距离为h。物块B质量是小球A的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O点正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为。现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短)，反弹后上升至最高点时到水平面的距离为h/16。小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，求物块在水平面上滑行的时间t。图3.5-1-8 9.一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图3.5-1-9所示。图中ab为粗糙的水平面，长度为L;bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体P相对静止。重力加速度为g。求：(1)木块在ab段受到的摩擦力f；(2)木块最后距a点的距离x。图3.5-1-9复习至此，请做练案31 动量守恒定律