【步步高】高考物理大一轮 第十三章 第1课时 动量　动量守恒定律及其应用 新人教版选修35.doc

【步步高】2013年高考物理大一轮 第十三章 第1课时 动量动量守恒定律及其应用 新人教版选修3-5考点内容要求考纲解读动量、动量守恒定律及其应用1.动量守恒定律的应用是本部分的重点和难点，也是高考的热点，动量和动量的变化量这两个概念常穿插在动量守恒定律的应用中考查2动量守恒定律结合能量守恒定律来解决碰撞、打击、反冲等问题，以及动量守恒定律与圆周运动、核反应的结合已成为近几年高考命题的热点3波粒二象性部分的重点内容是光电效应现象、实验规律和光电效应方程，光的波粒二象性和德布罗意波是理解的难点4核式结构、玻尔理论、能级公式、原子跃迁条件在选做题部分出现的几率将会增加，可能单独命题，也可能与其它知识联合出题5半衰期、质能方程的应用、计算和核反应方程的书写是高考的热点问题，试题一般以基础知识为主，较简单.弹性碰撞和非弹性碰撞光电效应爱因斯坦光电效应方程氢原子光谱氢原子的能级结构、能级公式原子核的组成、放射性、原子核衰变、半衰期放射性同位素核力、核反应方程结合能、质量亏损裂变反应和聚变反应、裂变反应堆射线的危害和防护实验：验证动量守恒定律第1课时动量动量守恒定律及其应用导学目标 1.理解动量、动量变化量的概念，并能与动能区别.2.理解动量守恒的条件，能用动量守恒定律分析碰撞、打击、反冲等问题一、动量、动能、动量的变化量基础导引判断下列说法的正误：(1)速度大的物体，它的动量一定也大()(2)动量大的物体，它的速度一定也大()(3)只要物体的运动速度大小不变，物体的动量也保持不变()(4)物体的动量变化越大则该物体的速度变化一定越大()知识梳理 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pmvekmv2ppp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，ekpv，p，p特别提醒1.因为速度与参考系的选择有关，所以动量也跟参考系的选择有关，通常情况下，物体的动量是相对地面而言的.2.物体动量的变化率等于它所受的力，这是牛顿第二定律的另一种表达方式二、动量守恒定律基础导引关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是 ()a只要系统内存在摩擦力，系统动量就不可能守恒b只要系统中有一个物体具有加速度，系统动量就不守恒c只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒d系统中所有物体的加速度都为零时，系统的总动量不一定守恒知识梳理1内容：如果一个系统_，或者_，这个系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律2表达式(1)pp，系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p.(2)m1v1m2v2_，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和(3)p1p2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向(4)p0，系统总动量的增量为零3动量守恒定律的适用条件(1)不受外力或所受外力的合力为_，而不是系统内每个物体所受的合外力都为零(2)近似适用条件：系统内各物体间相互作用的内力远大于系统所受到的外力(3)如果系统在某一方向上所受外力的合力为零，则在这一方向上动量守恒三、碰撞基础导引质量为m、速度为v的a球跟质量为3m且静止的b球发生正碰碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后b球的速度可能有不同的值请你论证：碰撞后b球的速度可能是以下值吗？(1)0.6v(2)0.4v(3)0.2v.知识梳理碰撞现象(1)碰撞：两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非常大的相互作用力，而其他的相互作用力相对来说显得微不足道的过程(2)弹性碰撞：如果碰撞过程中机械能_，这样的碰撞叫做弹性碰撞(3)非弹性碰撞：如果碰撞过程中机械能_，这样的碰撞叫做非弹性碰撞(4)完全非弹性碰撞：碰撞过程中物体的形变完全不能恢复，以致两物体合为一体一起运动，即两物体在非弹性碰撞后以同一速度运动，系统机械能有损失考点一动量守恒定律考点解读1守恒条件(1)系统不受外力或所受外力的合力为零，则系统动量守恒(2)系统受到的合力不为零，但当内力远大于外力时，系统的动量可近似看成守恒(3)当系统在某个方向上所受合力为零时，系统在该方向上动量守恒2几种常见表述及表达式(1)pp(系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p)(2)p0(系统总动量不变)(3)p1p2(相互作用的两物体组成的系统，两物体动量的增量大小相等、方向相反)其中(1)的形式最常用，具体到实际应用时又有以下三种常见形式：m1v1m2v2m1v1m2v2(适用于作用前后都运动的两个物体组成的系统)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，两者速率与各自质量成反比)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，如完全非弹性碰撞)典例剖析图1例1(2011山东理综38(2)如图1所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线上的同一方向运动，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向甲船，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)思维突破应用动量守恒定律解题的步骤：(1)明确研究对象，确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程)；(2)进行受力分析，判断系统动量是否守恒(或某一方向上动量是否守恒)；(3)规定正方向，确定初、末状态动量；(4)由动量守恒定律列出方程；(5)代入数据，求出结果，必要时讨论说明跟踪训练1a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vavb为 ()a. b. c2 d.考点二碰撞现象考点解读1碰撞的种类及特点分类标准种类特点机械能是否守恒弹性碰撞动量守恒，机械能守恒非弹性碰撞动量守恒，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.弹性碰撞的规律两球发生弹性碰撞时满足动量守恒定律和机械能守恒定律以质量为m1，速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生正面弹性碰撞为例，则有m1v1m1v1m2v2m1vm1v12 m2v22解得v1v2结论1.当两球质量相等时，v10，v2v1，两球碰撞后交换了速度2当质量大的球碰质量小的球时，v10，v20，碰撞后两球都向前运动3当质量小的球碰质量大的球时，v10，碰撞后质量小的球被反弹回来3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典例剖析图2例2光滑水平面上，用弹簧相连接的质量均为2 kg的a、b两物体都以v06 m/s的速度向右运动，弹簧处于原长质量为4 kg的物体c静止在前方，如图2所示，b与c发生碰撞后粘合在一起运动，在以后的运动中(1)弹性势能最大值为多少？(2)当a的速度为零时，弹簧的弹性势能为多少？思维突破含有弹簧的碰撞问题，碰撞过程中机械能守恒，因此碰撞过程为弹性碰撞本题也是一个多次碰撞问题，解决这类问题，一定要注意系统的选取和过程的选取，同时要注意利用动量守恒定律和能量守恒定律结合解题图3跟踪训练2如图3所示，光滑水平直轨道上有三个滑块 a、b、c，质量分别为mamc2m，mbm，a、b用细绳连接，中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴接)开始时a、b以共同速度v0运动，c静止某时刻细绳突然断开，a、b被弹开，然后b又与c发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同求b与c碰撞前b的速度a组动量守恒的判定图41如图4所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上槽的左侧有一竖直墙壁现让一小球(可认为质点)自左端槽口a点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从a点进入槽内则下列说法正确的是 ()a小球离开右侧槽口以后，将做竖直上抛运动b小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功c小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒d小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒b组动量守恒的应用图52如图5所示，质量为m的小车静止在光滑的水平地面上，小车上有n个质量为m的小球，现用两种方式将小球相对于地面以恒定速度v向右水平抛出，第一种方式是将n个小球一起抛出；第二种方式是将小球一个接一个地抛出，比较用这两种方式抛完小球后小车的最终速度()a第一种较大 b第二种较大c两种一样大 d不能确定图63. 如图6所示，光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹 簧，两手分别按住小车，使它们静止，对两车及弹簧组成的系统，下列说法中正确的是 ()a两手同时放开后，系统总动量始终为零b先放开左手，后放开右手，动量不守恒c先放开左手，后放开右手，总动量向左d无论何时放手，两手放开后在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零c组碰撞问题4(2011福建理综29(2)在光滑水平面上，一质量为m、速度大小为v的a球与质量为2m、静止的b球碰撞后，a球的速度方向与碰撞前相反则碰撞后b球的速度大小可能是_(填选项前的字母)a0.6 v b0.4 v c0.3 v d0.2 v5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可能为 ()a2 b3 c4 d5课时规范训练(限时：60分钟)一、选择题图11木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图1所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是 ()aa尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒ba尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量不守恒ca离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒da离开墙壁后，a和b组成的系统动量不守恒2如图2所示，图2在光滑的水平地面上有一辆平板车，车的两端分 别站着人a和b，a的质量为ma，b的质量为mb，mamb.最初人和车都处于静止状态现在，两人同时由静止开始相向而行，a和b对地面的速度大小相等，则车 ()a静止不动 b左右往返运动c向右运动 d向左运动3斜向上抛出一个爆竹，到达最高点时(速度水平向东)立即爆炸成质量相等的三块，前面一块速度水平向东，后面一块速度水平向西，前、后两块的水平速度(相对地面)大小相等、方向相反则以下说法中正确的是 ()a爆炸后的瞬间，中间那块的速度大于爆炸前瞬间爆竹的速度b爆炸后的瞬间，中间那块的速度可能水平向西c爆炸后三块将同时落到水平地面上，并且落地时的动量相同d爆炸后的瞬间，中间那块的动能可能小于爆炸前的瞬间爆竹的总动能4(2011大纲全国20)图3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所示现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.mv2 b.v2c.nmgl dnmgl图45a、b两球之间压缩一根轻弹簧，静置于光滑水平桌面上已知a、b两球质量分别为2m和m.当用板挡住a球而只释放b球时，b球被弹出落于距桌边距离为x的水平地面上，如图4所示当用同样的程度压缩弹簧，取走a左边的挡板，将a、b同时释放，b球的落地点距桌边的距离为 ()a. b.x cx d.x6质量都为m的小球a、b、c以相同的速度分别与另外三个质量都为m的静止小球相碰后，a球被反向弹回，b球与被碰球粘合在一起仍沿原方向运动，c球碰后静止，则下列说法正确的是 ()am一定小于mbm可能等于mcb球与质量为m的球组成的系统损失的动能最大dc球与质量为m的球组成的系统损失的动能最大图57如图5所示，物体a静止在光滑的水平面上，a的左边固定有轻质弹簧，与a质量相等的物体b以速度v向a运动并与弹簧发生碰撞，a、b始终沿同一直线运动，则a、b组成的系统动能损失最大的时刻是 ()a开始运动时 ba的速度等于v时cb的速度等于零时 da和b的速度相等时8a、b两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，a球的动量是5 kgm/s，b球的动量是7 kgm/s.当a球追上b球时发生碰撞，则碰撞后a、b两球的动量可能值分别是()a6 kgm/s,6 kgm/sb3 kgm/s,9 kgm/sc2 kgm/s,14 kgm/sd5 kgm/s,15 kgm/s图69在光滑水平面上有三个完全相同的小球，它们成一条直线，2、3小球静止并靠在一起，1球以速度v0射向它们，如图6所示设碰撞中不损失机械能，则碰后三个小球的速度可能是 ()av1v2v3v0 bv10，v2v3v0cv10，v2v3v0 dv1v20，v3v0二、非选择题图710(2011课标35(2)如图7，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，