走向高考走向高考 物理物理路漫漫其修遠(yuǎn)兮路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索吾將上下而求索人教人教版版 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)動(dòng)量守恒定律波粒二象性動(dòng)量守恒定律波粒二象性原子結(jié)構(gòu)與原子核原子結(jié)構(gòu)與原子核第十三章第十三章第第1講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用第十三章第十三章考考 綱綱 解解 讀讀1基礎(chǔ)自主梳理基礎(chǔ)自主梳理2跟蹤自測鞏固跟蹤自測鞏固3重點(diǎn)題型突破重點(diǎn)題型突破4課課 時(shí)時(shí) 作作 業(yè)業(yè)6高高 考考 模模 擬擬5考考 綱綱 解解 讀讀 1理解動(dòng)量、動(dòng)量的變化量、動(dòng)量定理的概念。 2知道動(dòng)量守恒的條件。 3會(huì)利用動(dòng)量守恒定律分析碰撞、反沖等相互作用問題?；A(chǔ)自主梳理基礎(chǔ)自主梳理 1定義：運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量和_的乘積叫做動(dòng)量，通常用p來表示。 2表達(dá)式：p_。 3單位：由速度單位和質(zhì)量單位共同確定，即kgm/s。 4動(dòng)量是矢量，其方向和_方向相同。動(dòng)量動(dòng)量速度速度mv速度速度動(dòng)量守恒定律動(dòng)量守恒定律 1內(nèi)容：相互作用的物體組成的系統(tǒng)_或_時(shí)，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量就保持不變，這就是動(dòng)量守恒定律。 2公式：_。不受外力不受外力所受外力之和為零所受外力之和為零m1v1m2v2m1v1m2v2 3動(dòng)量守恒定律適用條件 (1)不受外力或外力的合力為零。不是系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體所受的合外力為零，更不能認(rèn)為系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。 (2)近似適用條件：系統(tǒng)內(nèi)各物體間相互作用的內(nèi)力遠(yuǎn)大于它所受到的外力。 (3)如果系統(tǒng)在某一方向上所受外力的合力為零，則在這一方向上動(dòng)量守恒。碰撞問題碰撞問題 1碰撞 (1)概念：碰撞是指物體間的相互作用持續(xù)時(shí)間_，而物體間相互作用力_的現(xiàn)象。 (2)特點(diǎn)：在碰撞現(xiàn)象中，一般都滿足內(nèi)力_外力，可認(rèn)為相互碰撞的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。很短很短很大很大遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于 (3)分類動(dòng)量是否守恒動(dòng)量是否守恒機(jī)械能是否守恒機(jī)械能是否守恒彈性碰撞彈性碰撞守恒守恒守恒守恒非彈性碰撞非彈性碰撞守恒守恒有損失有損失完全非彈性碰撞完全非彈性碰撞守恒守恒損失最多損失最多 2.反沖現(xiàn)象 (1)在某些情況下，原來系統(tǒng)內(nèi)物體具有相同的速度，發(fā)生相互作用后各部分的末速度不再相同而分開。這類問題相互作用的過程中系統(tǒng)的動(dòng)能_，且常伴有其他形式能向動(dòng)能的轉(zhuǎn)化。 (2)反沖運(yùn)動(dòng)的過程中，如果合外力為零或外力的作用遠(yuǎn)小于物體間的相互作用力，可利用動(dòng)量守恒定律來處理。增大增大 3爆炸問題 爆炸與碰撞類似，物體間的相互作用力很大，且_系統(tǒng)所受的外力，所以系統(tǒng)動(dòng)量_，爆炸過程中位移很小，可忽略不計(jì)，作用后從相互作用前的位置以新的動(dòng)量開始運(yùn)動(dòng)。遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于守恒守恒跟蹤自測鞏固跟蹤自測鞏固 (7)物體相互作用時(shí)動(dòng)量守恒，但機(jī)械能不一定守恒。() (8)若在光滑水平面上的兩球相向運(yùn)動(dòng)，碰后均變?yōu)殪o止，則兩球碰前的動(dòng)量大小一定相等。 () 答案：(1)動(dòng)量越大，是指物體的質(zhì)量與速度的乘積越大，速度不一定越大。 (2)質(zhì)量是慣性大小的量度，動(dòng)量大，質(zhì)量不一定大。 (3)由動(dòng)量定理知，物體所受合力不變，動(dòng)量會(huì)改變。 (4)由沖量定義，重力的沖量不為零。 (5)由動(dòng)量定理知，物體所受合外力的沖量的方向與物體動(dòng)量變化量的方向相同，與末動(dòng)量的方向不一定相同。 (6)(7)(8) 答案：D 解析：選向左為正方向，則動(dòng)量的變化量為pmv1mv00.18(45)kgm/s0.1825kgm/s12.6kgm/s，大小為12.6kgm/s，負(fù)號表示其方向向右。 答案：AC 解析：動(dòng)量守恒的條件是相互作用的物體系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零，而相互作用過程中內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時(shí)也可認(rèn)為動(dòng)量守恒。圖A中，滑輪男孩推滑輪女孩的過程中，內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，因此系統(tǒng)的動(dòng)量可認(rèn)為守恒；圖B和圖D中，在兩物體相互作用的過程中，沒有滿足內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力的條件，系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒；圖C中，太空中無空氣阻力作用，太空人和子彈在相互作用過程中動(dòng)量守恒。重點(diǎn)題型突破重點(diǎn)題型突破動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用 (4)動(dòng)量定理的表達(dá)式是矢量式。在一維的情況下，選定正方向后可將矢量運(yùn)算簡化為代數(shù)運(yùn)算。 (5)動(dòng)量定理具有普適性，不論物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線還是曲線，不論作用力是恒力還是變力，不論幾個(gè)力作用的時(shí)間是相同還是不相同，動(dòng)量定理都適用。 2應(yīng)用動(dòng)量定理解題的步驟 (1)明確研究對象和研究過程 研究對象可以是一個(gè)物體，也可以是幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)各物體可以保持相對靜止，也可以相對運(yùn)動(dòng)。研究過程既可以是全過程，也可以是全過程中的某一階段。 (2)進(jìn)行受力分析 只分析研究對象以外的物體施加給研究對象的力，所有外力之和為合外力，研究對象內(nèi)部的相互作用力(內(nèi)力)會(huì)改變系統(tǒng)內(nèi)某一物體的動(dòng)量，但不影響系統(tǒng)的總動(dòng)量，因此不必分析內(nèi)力。如果在所選定的研究過程的不同階段中物體的受力情況不同，則要分別計(jì)算它們的沖量，然后求它們的矢量和。 (3)規(guī)定正方向 由于力、沖量、速度、動(dòng)量都是矢量，在一維的情況下，列式前可以先規(guī)定一個(gè)正方向，與規(guī)定的正方向相同的矢量為正，反之為負(fù)。 (4)寫出研究對象的初、末動(dòng)量和合外力的沖量(或各外力在各個(gè)階段的沖量的矢量和)。 (5)根據(jù)動(dòng)量定理列式求解。 3應(yīng)用動(dòng)量定理解題的注意事項(xiàng) (1)動(dòng)量定理的表達(dá)式是矢量式，列式時(shí)要注意各個(gè)量與規(guī)定的正方向之間的關(guān)系(即要注意各個(gè)量的正負(fù))。 (2)動(dòng)量定理中的沖量是合外力的沖量，而不是某一個(gè)力的沖量，它可以是合力的沖量，也可以是各力沖量的矢量和，還可以是外力在不同階段的沖量的矢量和。 (3)應(yīng)用動(dòng)量定理可以只研究一個(gè)物體，也可以研究幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)。 (4)初態(tài)的動(dòng)量p是系統(tǒng)各部分動(dòng)量之和，末態(tài)的動(dòng)量p也是系統(tǒng)各部分動(dòng)量之和。 (5)對系統(tǒng)各部分的動(dòng)量進(jìn)行描述時(shí)，應(yīng)該選取同一個(gè)參考系，不然求和無實(shí)際意義。動(dòng)量守恒定律的理解和應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的理解和應(yīng)用 1如何判斷系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒 在某一物理過程中，系統(tǒng)的動(dòng)量是否守恒，與所選取的系統(tǒng)有關(guān)。判斷動(dòng)量是否守恒，必須明確所研究的對象和過程，即哪個(gè)系統(tǒng)在哪個(gè)過程中，常見的判斷方法有兩種： (1)直接分析系統(tǒng)在所研究的過程中始、末狀態(tài)的動(dòng)量，分析動(dòng)量是否守恒。 (2)分析系統(tǒng)在所研究的過程中的受力情況，看系統(tǒng)的受力情況是否符合動(dòng)量守恒的條件。 2對動(dòng)量守恒定律的理解 (1)動(dòng)量守恒定律的研究對象是兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體所組成的系統(tǒng)。動(dòng)量守恒不是指系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體的動(dòng)量守恒，而是指它們在相互作用過程中系統(tǒng)的總動(dòng)量不變。動(dòng)量守恒不只是系統(tǒng)在初、末兩時(shí)刻的總動(dòng)量，而是整個(gè)相互作用過程中任意兩時(shí)刻的總動(dòng)量都相等。 (2)常見的幾種動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式 pp(系統(tǒng)的初動(dòng)量等于末動(dòng)量)。 m1v1m2v2m1v1m2v2(適用于相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，初動(dòng)量等于末動(dòng)量)。 p0(系統(tǒng)總動(dòng)量增量為零)。 p1p2(相互作用的兩物體動(dòng)量的增量大小相等、方向相反)。 (3)因?yàn)閯?dòng)量是矢量，所以動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是矢量式，當(dāng)作用前后動(dòng)量都在一條直線上時(shí)，選取正方向，可將矢量運(yùn)算簡化為代數(shù)運(yùn)算。 (4)速度v與參考系的選取有關(guān)，因此相互作用的物體的速度v1、v2、v1、v2都必須相對同一慣性參考系，通常都是指相對地面的速度。 (5)動(dòng)量是狀態(tài)量，具有瞬時(shí)性，動(dòng)量守恒指的是在任意兩個(gè)確定狀態(tài)下系統(tǒng)的動(dòng)量矢量和相同，因此動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式中v1、v2必須是相互作用前同一時(shí)刻兩物體的瞬時(shí)速度、v1、v2必須是相互作用后同一時(shí)刻兩物體的瞬時(shí)速度。 3應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題的步驟 (1)分析題意，明確研究對象，在分析相互作用的物體動(dòng)量是否守恒時(shí)，通常把這些被研究的物體總稱為系統(tǒng)。要明確所研究的系統(tǒng)由幾個(gè)物體組成。 (2)對系統(tǒng)內(nèi)物體進(jìn)行受力分析，弄清楚哪些是系統(tǒng)內(nèi)部物體之間的相互作用力，即內(nèi)力；哪些是系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)或系統(tǒng)內(nèi)的物體的作用力，即外力。在受力分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)動(dòng)量守恒的條件，判斷能否用動(dòng)量守恒定律解題。 (3)明確研究的相互作用過程，確定過程的始末狀態(tài)，即系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體的初動(dòng)量和末動(dòng)量的值或表達(dá)式。 (4)建立動(dòng)量守恒方程，代入已知量，解出待求量。計(jì)算結(jié)果如果是正的，說明所求量的方向與選定的正方向相同；如果是負(fù)的，則與選定的正方向相反。 C若A、B和C之間的摩擦力大小不相同，則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，但A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒 D以上說法均不對 解析：當(dāng)A、B兩物體組成一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，彈簧彈力為內(nèi)力，而A、B和C之間的摩擦力是外力，當(dāng)A、B與C之間的摩擦力等大反向時(shí)，A、B所組成的系統(tǒng)所受合外力為零，動(dòng)量守恒；當(dāng)A、B與C之間的摩擦力大小不相等時(shí)，A、B組成的系統(tǒng)所受合外力不為零，動(dòng)量不守恒。而對于A、B、C組成的系統(tǒng)，由于彈簧的彈力、A和B與C之間的摩擦力均是內(nèi)力，不管A、B與C之間的摩擦力大小是否相等，A、B、C組成的系統(tǒng)所受合外力均為零，動(dòng)量守恒，所以A、C選項(xiàng)正確，B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：AC碰撞問題碰撞問題 (3)速度要合理 碰前兩物體同向，則v后v前；碰后，原來在前的物體速度一定增大，且v前v后。 兩物體相向運(yùn)動(dòng)，碰后兩物體的運(yùn)動(dòng)方向不可能都不改變。 結(jié)論： (1)當(dāng)m1m2時(shí)，v10，v2v1，兩球碰撞后交換了速度。 (2)當(dāng)m1m2時(shí)，v10，v20，碰撞后兩球都向前運(yùn)動(dòng)。 (3)當(dāng)m1m2時(shí)，v10，碰撞后質(zhì)量小的球被反彈回來。 思路引導(dǎo)：(1)B球下落過程做什么運(yùn)動(dòng)？ (2)A、B兩球碰撞過程滿足的規(guī)律是什么？ 答案：(1)B球下落過程做自由落體運(yùn)動(dòng)。 (2)碰撞過程同時(shí)滿足動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒。爆炸和反沖爆炸和反沖“人船模型人船模型” 1爆炸的特點(diǎn) (1)動(dòng)量守恒：由于爆炸是在極短的時(shí)間內(nèi)完成的，發(fā)生爆炸時(shí)物體間的相互作用力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于受到的外力，所以在爆炸過程中，系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒。 (2)動(dòng)能增加：在爆炸過程中，由于有其他形式的能量(如化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，所以爆炸前后系統(tǒng)的總動(dòng)能增加。 (3)位置不變：爆炸的時(shí)間極短，因而在作用過程中，物體產(chǎn)生的位移很小，一般可忽略不計(jì)，可以認(rèn)為爆炸后仍然從爆炸前的位置以新的動(dòng)量開始運(yùn)動(dòng)。 解析：選人和船為一系統(tǒng)，由于系統(tǒng)在水平方向不受外力作用，所以系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒，設(shè)某一時(shí)刻人的對地速度為v，船的速度大小為v，選人的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得mvMv0。 名師歸納：利用人船模型解題需注意兩點(diǎn) (1)條件 系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒或某一方向上的動(dòng)量守恒。 構(gòu)成系統(tǒng)的兩物體原來靜止，因相互作用而反向運(yùn)動(dòng)。 x1、x2均為沿動(dòng)量方向相對于同一參考系的位移。 (2)解題關(guān)鍵是畫出初、末位置，確定各物體的位移關(guān)系。 (1)當(dāng)兩滑塊都與擋板碰撞后，板C的速度多大？ (2)從爆炸開始到兩個(gè)滑塊都與擋板碰撞為止，板C的位移多大？方向如何？ 答案：(1)板C的速度是0(2)板C的位移大小是0.3m，方向向左。 解析：(1)炸藥爆炸，滑塊A與B分別獲得向左和向右的速度，由動(dòng)量守恒可知，A的速度較大(A的質(zhì)量小)，A、B均做勻速運(yùn)動(dòng)，A先與擋板相碰合成一體(滿足動(dòng)量守恒)一起向左勻速運(yùn)動(dòng)，最終B也與擋板相碰合成一體(滿足動(dòng)量守恒)，整個(gè)過程滿足動(dòng)量守恒。 整個(gè)過程A、B、C系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有： 0(mAmBmc)v， 所以v0 (2)炸藥爆炸，A、B獲得的速度大小分別為vA、vB。以向左為正方向，有： mAvAmBvB0 解得：vB1.5m/s，方向向右 然后A向左運(yùn)動(dòng)，與擋板相撞并合成一體，共同速度大小為vAC，由動(dòng)量守恒，有： mAvA(mAmC)vAC， 解得：vAC1m/s高高 考考 模模 擬擬 答案：D 解析：由于初始狀態(tài)，系統(tǒng)的動(dòng)量為零，所以碰撞后兩物體的動(dòng)量之和也為零，所以碰撞后兩物體的動(dòng)量之和也為零，所以AB的運(yùn)動(dòng)方向必然相反或者兩者都靜止，而碰撞為彈性碰撞，碰撞后兩物體的速度不可能都為零，則A應(yīng)該向左運(yùn)動(dòng)，B應(yīng)該向右運(yùn)動(dòng)，故D項(xiàng)正確。綜上所述，本題正確答案為D。 答案：(1)0.32(2)130 N(3)9 J課課 時(shí)時(shí) 作作 業(yè)業(yè)