教与学2014高考物理总复习教案51:动量守恒定律及其应用.doc
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1、考点内容要求说明考纲解读动量;动量守恒定律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
2、单.实验:验证动量守恒定律弹性碰撞和非弹性碰撞只限于一维碰撞的问题普朗克能量子假说;黑体和黑体辐射光电效应光的波粒二象性;物质波德布罗意波波长关系式的定量计算不作要求原子核式结构模型氢原子光谱原子的能级原子核的组成原子核的衰变;半衰期用半衰期公式进行定量计算不作要求放射性的应用与防护;放射性同位素核力与结合能;质量亏损核反应方程重核裂变;核聚变动量守恒定律及其应用考纲解读 1.理解动量、动量变化量的概念.2.知道动量守恒的条件.3.会利用动量守恒定律分析碰撞、反冲等相互作用问题1 对动量、动量变化量的理解下列说法正确的是 ()A速度大的物体,它的动量一定也大B动量大的物体,它的速度一定也大C只
3、要物体的运动速度大小不变,物体的动量也保持不变D物体的动量变化越大则该物体的速度变化一定越大答案D2 动量守恒的判断把一支弹簧枪水平固定在小车上,小车放在光滑水平地面上,枪射出一颗子弹时,关于枪、弹、车,下列说法正确的是 ()A枪和弹组成的系统动量守恒B枪和车组成的系统动量守恒C枪弹和枪筒之间的摩擦力很小,可以忽略不计,故二者组成的系统动量近似守恒D枪、弹、车三者组成的系统动量守恒答案D解析内力、外力取决于系统的划分以枪和弹组成的系统,车对枪的作用力是外力,系统动量不守恒枪和车组成的系统受到系统外弹簧弹力对枪的作用力,系统动量不守恒枪弹和枪筒之间的摩擦力属于内力,但枪筒受到车的作用力,属于外力
4、,故二者组成的系统动量不守恒枪、弹、车组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒,故D正确3 动量守恒定律的简单应用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vAvB为 ()A. B. C2 D.答案D解析设碰前A球的速率为v,根据题意,pApB,即mv2mvB,得碰前vB,碰后vA,由动量守恒定律,有mv2mm2mvB,解得vBv,所以.考点梳理1 动量(1)定义:物体的质量与速度的乘积(2)表达式:pmv,单位:kgm/s.(3)动量的性质矢量性:方向与瞬时速度方向相同瞬时性:动量
5、是描述物体运动状态的量,是针对某一时刻而言的相对性:大小与参考系的选取有关,通常情况是指相对地面的动量(4)动量、动能、动量的变化量的关系动量的变化量:ppp.动能和动量的关系:Ek.2 动量守恒定律(1)守恒条件理想守恒:系统不受外力或所受外力的合力为零,则系统动量守恒近似守恒: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分方向守恒: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)动量守恒定律的表达式m1v1m2v2m1v1m2v2或p1p2.4 动量守恒定律的应用如图1所示,在光滑水平面上,用等大反向的F1、F2分别同时作用于A、B两个静止的物体上,已知
6、mAv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3 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v1,v2结论1.当两球质量相等时,v10,v2v1,两球碰撞后交换速度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例3质量为m11 kg和m2(未知)的两个物体在光滑的水平面上
7、正碰,碰撞时间不计,其xt(位移时间)图象如图6所示,试通过计算回答下列问题:(1)m2等于多少?(2)碰撞过程是弹性碰撞还是非弹性碰撞? 图6解析(1)碰撞前m2是静止的,m1的速度为v14 m/s碰撞后m1的速度v12 m/sm2的速度v22 m/s根据动量守恒定律有m1v1m1v1m2v2解得m23 kg(2)碰撞前系统总动能EkEk1Ek28 J碰撞后系统总动能EkEk1Ek28 J碰撞前后系统总动能相等,因而该碰撞是弹性碰撞答案(1)3 kg(2)弹性碰撞突破训练3如图7所示,物体A静止在光滑平直轨道上,其左端固定有轻质弹簧,物体B以速度v02.0 m/s沿轨道向物体A运动,并通过弹
8、簧与物体A发生相互作用,设A、B两物体的质量均为m2 kg,求当物体A的速度多大时,A、B组成的系统动能损失最大?损失的最大动能为多少?图7答案1.0 m/s2 J解析当两物体速度相等时,弹簧压缩量最大,系统损失的动能最大由动量守恒定律知mv02mv所以v1.0 m/s损失的动能为Ekmv2mv22 J.高考题组1 (2012山东理综38(2)如图10所示,光滑水平轨道上有三个木块A、B、C,质量分别为mA3m、mBmCm,开始时B、C均静止,A以初速度v0向右运动,A与B碰撞后分开,图10B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的速度大小答案v0解析设A与B碰撞
9、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:mAv0mAvAmBvB对B、C木块:mBvB(mBmC)v由A与B间的距离保持不变可知vAv联立式,代入数据得vBv0.2 (2012天津理综10)如图11所示,水平地面上固定有高为h的平台,台面上有固定的光滑坡道,坡道顶端距台面高也为h,坡道底端与台面相切小球A从坡道顶端由静止开始滑下,到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球B发生碰撞,并粘在一起,共同沿台面滑行并从台面边缘飞出,落地点与飞出点的水平距离图11恰好为台高的一半两小球均可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g.求:(
10、1)小球A刚滑至水平台面的速度vA;(2)A、B两小球的质量之比mAmB.答案(1)(2)13解析(1)小球从坡道顶端滑至水平台面的过程中,由机械能守恒定律得mAghmAv解得vA.(2)设两球碰撞后共同的速度为v,由动量守恒定律得mAvA(mAmB)v粘在一起的两小球飞出台面后做平抛运动,设运动的时间为t,由平抛运动规律,在竖直方向上有hgt2在水平方向上有vt联立上述各式得mAmB13. 模拟题组3. 一个质量为50 kg的人站立在静止于平静的水面上的质量为400 kg的船上,突然船上人对地以2 m/s的水平速度跳向岸,不计水的阻力,则船以_m/s的速度后退.若该人向上跳起,以人船为系统,
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- 2014 高考 物理 复习 教案 51 动量 守恒定律 及其 应用
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