《高考物理 碰撞与动量守恒课件 新人教版选修35》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理 碰撞与动量守恒课件 新人教版选修35（67页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、考纲展示考纲展示考向预览考向预览1.动量、动量守恒定律及其应用动量、动量守恒定律及其应用 2.弹性碰撞和非弹性碰撞弹性碰撞和非弹性碰撞 3.氢原子光谱氢原子光谱 4.氢原子的能级结构、能级公式氢原子的能级结构、能级公式 5.原子核的组成、放射性、原子原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期核的衰变、半衰期 6.放射性同位素放射性同位素 7.核能、核反应方程核能、核反应方程 8.结合能、质量亏损结合能、质量亏损 9.裂变反应和聚变反应、裂变反裂变反应和聚变反应、裂变反应堆应堆 10.放射性的防护放射性的防护 1.重点理解动量守恒定律的应用，重点理解动量守恒定律的应用，掌握用动量守恒定律解题的基
2、本方掌握用动量守恒定律解题的基本方法和步骤，掌握弹性碰撞和非弹性法和步骤，掌握弹性碰撞和非弹性碰撞的概念，记住两物体碰撞的公碰撞的概念，记住两物体碰撞的公式，能运用动量守恒定律结合能量式，能运用动量守恒定律结合能量关系解决简单的碰撞问题，以实验关系解决简单的碰撞问题，以实验题和计算题形式出现的可能性较大题和计算题形式出现的可能性较大2.原子结构、原子核这一部分内容原子结构、原子核这一部分内容主要集中在原子的核式结构、玻尔主要集中在原子的核式结构、玻尔理论、原子核的衰变、质能方程和理论、原子核的衰变、质能方程和核反应方程等，高考出题的形式多核反应方程等，高考出题的形式多以选择题、填空题和计算题为
3、主，以选择题、填空题和计算题为主，也偶尔出与动量、能量结合的计算也偶尔出与动量、能量结合的计算题题.一、动量1定义：物体的_与_的乘积2表达式：p_，单位：_.3动量的三性(1)矢量性：方向与_方向相同(2)瞬时性：动量是描述物体运动状态的量，是针对某一_而言的(3)相对性：大小与参考系的选取有关，通常情况是指相对_的动量5动量的变化量(1)定义：物体在某段时间内_与_的矢量差(也是矢量)(2)表达式：ppp.(3)同一直线上动量的运算如果物体的动量始终保持在同一条直线上，在选定一个正方向之后，动量的运算就可以简化为代数运算二、系统、内力和外力1系统：相互作用的两个或两个以上的物体组成一个系统
4、2内力：系统_物体之间的相互作用力3外力：系统_物体对系统_物体的作用力三、动量守恒定律1内容：如果一个系统_，或者_，这个系统的总动量保持不变2动量守恒定律的适用条件(1)系统不受_或系统所受外力之和_(2)系统所受的外力之和虽不为零，但比系统内力_，如碰撞问题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比相互作用的内力小得多，可以忽略不计(3)系统某一方向不受外力或所受外力的矢量和为零，或外力远小于内力，则系统该方向_3表达式(1)pp或p1p2p1p2系统相互作用前总动量p_相互作用后总动量p.(2)p1p2相互作用的两个物体组成的系统，一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化最大小_、方向_(
5、3)p0系统总动量增量_四、碰撞1概念：碰撞是指物体间的相互作用持续的时间很短，而物体间相互作用力很大的现象2特点：在碰撞现象中，一般都满足内力_外力，可认为相互碰撞的系统动量_3分类(1)弹性碰撞：碰撞过程中机械能_，即碰撞前后系统总动能相等(2)非弹性碰撞：碰撞过程中机械能_，即碰撞后的机械能_碰撞前的机械能(3)完全非弹性碰撞：碰撞后物体_，具有_的速度，这种碰撞系统动能损失_五、反冲和爆炸1反冲现象在某些情况下，原来系统内物体具有相同的速度，发生相互作用后各部分的末速度不再相同而分开这类问题相互作用的过程中系统的动能增大，且常伴有其他能向动能的转化2爆炸问题爆炸与碰撞类似，物体间的相互
6、作用力很大，且远大于系统所受的外力，所以认为系统动量守恒，爆炸过程中位移很小，可忽略不计，作用后从相互作用前的位置以新的动量开始运动答案：一、1.质量速度 2.mvkgm/s3.速度时刻地面5.末动量初动量二、2.内3.外内三、1.不受外力所受合外力为零2.外力为零小得多动量守恒3.等于相等相反为零四、2.远大于守恒3.守恒不守恒小于合为一体相同最大 1研究对象：相互作用的物体组成的系统 2正确理解“总动量保持不变”，不仅指系统的初末两个时刻的总动量相等，而且指系统在整个过程中任意两个时刻的总动量相等3动量守恒定律的三性(1)矢量性：对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题，应选取统一的
7、正方向，凡是与选取正方向相同的动量为正，相反为负若方向未知，可设为与正方向相同列动量守恒方程，通过解得结果的正负，判定未知量的方向(2)同时性：动量是一个瞬时量，动量守恒指的是系统任一瞬时的动量守恒，列方程m1v1m2v2m1v1m2v2时，等号左侧是作用前(或某一时刻)各物体的动量和，等号右侧是作用后(或另一时刻)各物体的动量和，不同时刻的动量不能相加(3)相对性：由于动量大小与参考系的选取有关，因此应用动量守恒定律时，应注意各物体的速度必须是相对于同一参考系的速度4成立条件(1)系统不受外力或系统所受外力的矢量和为零(2)系统受到外力的合力不为零，但当内力远大于外力时系统动量近似守恒(3)
8、系统所受外力的合力不为零，但在某个方向上受力为零时，则该方向上系统动量守恒1碰撞现象(1)动量守恒(2)动能不增加(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2弹性碰撞的规律对于两物体间的弹性碰撞，可根据动量守恒定律和机械能守恒定律，列出下列两方程：m1v1m2v2m1v1m2v2 (1)如果m1m2，则v1v2，v2v1，即交换速度 具体的有以下几种情况 m1m2时，则有v10，v2v1 即碰后实现了动量和动能的全部转移(交换速度) m1m2时，有v1v1，v
9、22v1 即碰后m1的速度几乎未变，仍按原来的方向运动，质量小的物体m2将以m1速度的两倍向前运动 m1m2时，有v1v1，v20 即碰后m1按原来的速率弹回，m2几乎未动【实验目的】验证碰撞中的动量守恒【实验原理】如下图所示，质量为m1、m2的两小球在水平方向上发生正碰，水平方向合外力为零，动量守恒：m1v1m1v1m2v2，本实验在误差允许范围内验证上式成立两小球碰撞后均作平抛运动，下落高度相同时，在落地前运动时间相同，用水平射程间接表示小球平抛的初速度：m1OPm1OMm2ON.【实验器材】斜槽，大小相等质量不同的小钢球两个，重锤线一条，白纸，复写纸，天平一台，刻度尺，游标卡尺，圆规，三
10、角板【实验步骤】 1用天平测两球的质量m1、m2. 2用游标卡尺测两球的直径 3将斜槽固定在桌边，调整斜槽底座，使斜槽末端的切线水平 4将被碰球放在斜槽前边的小支柱上，调节小支柱高度，使两球碰撞时一样高，且碰撞后的速度方向都在同一直线上 5在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸 6用重锤线确定斜槽末端在白纸上的垂直投影 7不放被碰球，让入射球从斜槽上某一高度滚下，重复10次 ，找出落地点的平均位置P. 8把被碰小球支在小柱上，让入射小球从同一高度滚下，使它们发生正碰重复实验10次，找出入射小球与被碰球落地点的平均位置M、N. 9测量入射小球碰撞前后的水平距离OP、OM，被碰小球的水平距离ON. 1
11、0比较m1OP与m1OMm2ON是否相等，如果在误差允许的范围内相等，就验证了动量守恒定律注意事项 1入射球和被碰球m1m2，r1r2.2斜槽末端切线水平，小支柱与槽口的距离等于小球直径3调节支柱高度，使两球正碰时球心等高4入射球每次必须从斜槽上同一高度处由静止滑下5实验过程中，实验桌、斜槽、记录白纸的位置要始终保持不变6小球落地的地面应平坦、坚硬，使着地点清晰7落点位置确定：围绕10次落点画一个最小的圆把有效落点围在里面，圆心即所求 (2010全国卷)小球A和B的质量分别为mA和mB且mAmB，在某高度处将A和B先后从静止释放小球A与水平地面碰撞后向上弹回，在释放处的下方与释放处距离为H的地
12、方恰好与正在下落的小球B发生正碰，设所有碰撞都是弹性碰撞，碰撞时间极短求小球A、B碰撞后，B上升的最大高度解析：根据题意，由运动学规律可知，小球A与B碰撞前的速度大小相等，设均为v0，设小球A与B碰撞后的速度分别为v1和v2，以竖直向上方向为正，由动量守恒定律有mAv0mB(v0)mAv1mBv2，由于两球碰撞过程中能量守恒，故跟踪训练1在光滑的水平面上，质量为m1的小球A以速率v0向右运动在小球A的前方O点有一质量为m2的小球B处于静止状态，如图所示小球A与小球B发生正碰后小球A、B均向右运动小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇，PQ1.5PO.假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰
13、撞都是弹性的，求两小球质量之比m1/m2.答案：2解析：设碰撞后小球A和B的速度分别为v1和v2，在碰撞过程中动量守恒，碰撞前后动能相等，则有m1v0m1v1m2v2 如图所示，甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏甲和他的冰车总质量共为30 kg，乙和他的冰车总质量也是30 kg.游戏时，甲推着一个质量为15 kg的箱子和他一起以2 m/s的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面滑来为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处，乙迅速抓住若不计冰面摩擦，求甲至少以多大速度(相对地)将箱子推出，才能避免与乙相撞？解析：由题意可知，推出后箱子的速度越大，甲、乙相撞的可能性越小为求推出后箱子的
14、最小速度，其临界条件是乙抓住箱子后的速度与甲推出箱子后的速度大小、方向都相同据题中所给条件，在整个过程中系统的总动量守恒同理，甲在推箱子前后，甲与箱子的动量也守恒设推出后箱子的速度为vx，乙接往箱子后整个系统的速度为v，取甲开始速度的方向为正方向甲和他的冰车及乙和他的冰车质量为M，箱子质量为m.对整个系统，整个过程有：(Mm)v0Mv0(2Mm)v答案：5.2 m/s跟踪训练2两磁铁各放在一辆小车上，小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动已知甲车和磁铁的总质量为0.5 kg，乙车和磁铁的总质量为1.0 kg.两磁铁的N极相对，推动一下，使两车相向运动某时刻甲车的速率为2 m/s，乙车的速率为3
15、 m/s，方向与甲车相反两车运动过程中始终未相碰求：(1)两车最近时，乙车的速度为多大？(2)甲车开始反向运动时，乙车的速度为多大？答案：(1)1.33 m/s(2)2 m/s解析：(1)两车相距最近时，两车的速度相同，设该速度为v，取乙车的速度方向为正方向，由动量守恒定律得m乙v乙m甲v甲(m甲m乙)v所以两车最近时，乙车的速度为 某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的装置如图甲所示在小车A后连着纸带，电磁打点计时器的电源频率为50 Hz，长木板下垫着小
16、木片用以平衡摩擦力 (1)若已得到打点纸带如图乙所示，A为运动起始的第一个点，则应选_段来计算A的碰前速度，应选_段来计算A和B碰后的共同速度 (2)乙测得小车A的质量为mA0.40 kg，小车B的质量为mB0.20 kg，由以上测量结果可得：碰撞前总动量为_kgm/s.碰撞后总动量为_kgm/s.解析：(1)从分析纸带上的打点情况看，BC段既表示小车做匀速运动，又表示小车有较大速度，因此BC段能较准确地描述小车A在碰撞前的运动情况，应选BC段计算A的碰前速度从CD段打点情况看，小车的运动情况还没稳定，而在DE段内小车运动稳定，故应选DE段计算碰后A和B的共同速度小车A在碰撞前的动量为p0mA
17、v00.401.050 kgm/s0.420 kgm/s碰撞后A、B的共同速度为答案：(1)BCDE(2)0.4200.417 1如图所示，A、B两物体质量之比mA mB3 2，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则()A若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统动量守恒B若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统动量守恒C若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统动量守恒D若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统动量守恒答案：BCD解析：如果A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，弹簧释放后A、B分
18、别相对于小车向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力FA向右、FB向左由于mAmB32，所以FAFB32，则A、B组成的系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒，A选项错对A、B、C组成的系统，A、B与C间的摩擦力为内力，该系统所受的外力为竖直方向上的重力和支持力，它们的合力为零，故该系统的动量守恒，B、D选项均正确若A、B所受摩擦力大小相等，则A、B组成的系统的外力之和为零，故其动量守恒，C选项正确2(2009全国卷)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()A2B3C4D5答案：AB解析：设M碰前的动量为p，碰后的动量为p1，
19、由动量守恒定律得p2p1，3(2010福建理综)如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块木箱和小木块都具有一定的质量现使木箱获得一个向右的初速度v0，则()A小木块和木箱最终都将静止B小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动C小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动D如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动答案：B解析：系统不受外力，系统动量守恒，最终两个物体以相同的速度一起向右运动，B正确 4气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦我们
20、可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来探究碰撞中的不变量，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下： a用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB. b调整气垫导轨，使导轨处于水平 c在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上 d用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1. e按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2. (1)实验中还应测量的物理量是_ (2)利用上述测量的实验数据，得出关系式_成立，即可得出碰撞中守恒的量mv的矢量和
21、，上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是_ (3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出表达式解析：(1)要测量B的速度必须要先测出B的位移和发生该位移所用时间，故还应测量的物理量为B的右端至D板的距离L2.5(2009宁夏理综)两个质量分别为M1和M2的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上A和B的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图所示一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上，距水平面的高度为h.物块从静止开始滑下，然后又滑上劈B.求物块在B上能够达到的最大高度6(2009山东理综)如图所示，光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C，质量分
22、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 7我国于2011年底发射天宫一号目标飞行器，天宫一号的重量约8吨，类似于一个小型空间实验站，在发射天宫一号之后的两年中，我国将相继发射神舟八、九、十号飞船，分别与天宫一号实现对接，最终将建设一个基本型空间站 发射神舟十号时，为了实现与天宫一号对接，如图，应先把飞船送入近地点Q，然后使其沿椭圆轨道到达远地点P，此时速度为v，设P点到地心距离为R，飞船质量为m，地球半径为R0，地面附近重力加速度为g，欲使飞船进入天宫一号轨道实现对接，飞船在P点处发动机点火，应将质量为m的燃气以多大的对地速度一次性向后喷出？8(2010课标全国)如图所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一竖直的墙重物质量为木板质量的2倍，重物与木板间的动摩擦因数为.使木板与重物以共同的速度v0向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间设木板足够长，重物始终在木板上重力加速度为g.解析：木板第一次与墙碰撞后，向左匀减速直线运动，直到静止，再反向向右匀加速直线运动直到与重物有共同速度，再往后是匀速直线运动，直到第二次撞墙
高考物理 碰撞与动量守恒课件 新人教版选修35
