高考物理二轮专题复习 第1部分 专题知识攻略 18 碰撞与动量守恒 近代物理初步课件 新人教版.ppt

专题八碰撞与动量守恒近代物理初步 动量守恒是指系统在某一过程中总动量大小及方向均一直不变 而不仅仅是初 末两个时刻总动量相同 动量守恒有以下几种情况 1 系统不受外力或者所受外力之和为零 2 系统受到的外力远小于内力 系统动量近似守恒 3 系统在某一个方向上所受的外力之和为零 则该方向上动量守恒 4 全过程的某一阶段系统受的合力为零 则该阶段系统动量守恒 热点1动量守恒定律的应用 例1 两个小球a和b用轻质弹簧相连 在光滑的水平直轨道上一起以速度1 5v0向右运动 在它们的右边有一小球c沿轨道以速度v0撞向b球 如图所示 c与b发生碰撞并立即结成了一个整体d 在它们继续运动的过程中 当弹簧被压缩到最短时 弹簧突然被锁定 长度不再改变 已知a b c三球的质量均为m 求 1 a球的最终速度 2 当弹簧被压缩到最短时 弹簧所具有的弹性势能 审题指导 解此题的关键有两点 1 以a b c三球为研究对象 最终具有相同的速度 2 系统动能的改变量等于弹簧的弹性势能 借题发挥 1 动量守恒在多物体多过程问题中的运用对于多个物体 多个过程共存的问题 往往会有共同的特征 1 最终会出现一个稳定的状态 例如 系统最终速度为零或做匀速直线运动 2 在有多过程存在的情境中 每个小过程 均满足动量守恒 因此解决此类问题的关键是选取合适的研究对象和作用过程 应用动量守恒定律并结合其他的物理规律进行求解 3 常见模型 碰撞模型 推箱模型 跳车模型 传球模型等 2 应用动量守恒定律解题的步骤 1 选取研究系统和研究过程 2 分析系统的受力情况 判断系统动量是否守恒 3 规定正方向 确定系统的初 末状态的动量的大小和方向 4 根据动量守恒定律列方程求解 5 对求解的结果加以分析 验证和说明 针对训练1 如图 光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块a b c b的左侧固定一轻弹簧 弹簧左侧的挡板质量不计 设a以速度v0朝b运动 压缩弹簧 当a b速度相等时 b与c恰好相碰并粘接在一起 然后继续运动 假设b和c碰撞过程时间极短 求从a开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中 1 整个系统损失的机械能 2 弹簧被压缩到最短时的弹性势能 热点2氢原子能级结构 原子跃迁及光电效应 5 研究光电效应的两条线索由图可知两条线索 一是光的频率线 二是光的强度线 两条线索对应关系是 1 光强 光子数目多 发射光电子多 光电流大 2 光子频率高 光子能量大 产生光电子的最大初动能大 例2 多选 2014年沈阳质量监测 如图为氢原子的能级示意图 锌的逸出功是3 34ev 那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征 下列认识正确的是 a 用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应现象b 一群处于n 3能级的氢原子向基态跃迁时 能放出3种不同频率的光c 一群处于n 3能级的氢原子向基态跃迁时 发出的光照射锌板 锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8 75evd 用能量为10 3ev的光子照射 可使处于基态的氢原子跃迁到激发态e 用能量为14 0ev的光子照射 可使处于基态的氢原子电离 解析 当氢原子从高能级向低能级跃迁时 辐射出光子的能量有可能大于3 34ev 锌板有可能产生光电效应 选项a错误 由跃迁关系可知 选项b正确 从n 3能级向基态跃迁时发出的光子的最大能量为12 09ev 由光电效应方程可知 发出光电子的最大初动能为8 75ev 选项c正确 氢原子在吸收光子能量时需满足两能级间的能量差 因此选项d错误 14 0ev 13 6ev 因此可以使处于基态的氢原子电离 选项e正确 答案 bce 针对训练2 多选 如图所示 氢原子在不同能级间发生a b c三种跃迁时 释放光子的波长分别是 a b c 则下列说法正确的是 a 释放光子的波长关系为 b a cb 从n 3能级跃迁到n 2能级时 辐射的光子频率最小c 从n 3能级跃迁到n 2能级时 电子的动能增加 电势能减小 氢原子的能量减小d 若用波长为 c的光照射某金属时恰好能发生光电效应 则用波长为 a的光照射该金属时也一定能发生光电效应e 用12 09ev的光子照射大量处于基态的氢原子时 可以发出三种频率的光 答案 bce 1 衰变和 衰变次数的确定方法 1 方法一 由于 衰变不改变质量数 故可以先由质量数改变确定 衰变的次数 再根据电荷数守恒确定 衰变的次数 2 方法二 设 衰变次数为x 衰变次数为y 根据质量数和核电荷数守恒列方程求解 热点3核反应方程及核能的计算 2 核能的计算方法 1 根据爱因斯坦的质能方程 用核子结合成原子核时质量亏损 m 的千克数乘以真空中光速 c 3 108m s 的平方 即 e mc2 焦耳 2 根据1原子质量单位 u 相当于931 5兆电子伏 mev 能量 用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位乘以931 5mev 即 e m 931 5mev 3 如果核反应时释放的核能以动能形式呈现 则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能 解析 1 设 衰变次数为x 衰变次数为y 由质量数守恒和电荷数守恒得232 208 4x 90 82 2x y 解得x 6 y 4 c错 d对 铅核 钍核的质子数分别为82 90 故a对 铅核 钍核的中子数分别为126 142 故b对 答案 1 abd 2 正电子56天 借题发挥 核反应方程书写的几点注意 1 书写原则反应前后的总质量数和电荷数守恒 2 注意事项 书写核反应方程时要以事实为依据 核反应通常不可逆 方程中要用 连接 不能用 连接 质量数守恒并不意味着反应前后粒子的总质量相等 无光子辐射时 核反应中释放的核能转化为生成的新核和新粒子的动能 在此情况下可应用力学规律 动量守恒和能量守恒定律 来计算核能 审题 抓住信息 准