2018届高考物理动量复习课件1

选修3－5动量近代物理初步考纲要求复习指导动量、动量定理、动量守恒定律及其应用Ⅱ弹性碰撞和非弹性碰撞Ⅰ光电效应Ⅰ爱因斯坦光电效应方程Ⅰ氢原子光谱Ⅰ氢原子的能级结构、能级公式Ⅰ原子核的组成、放射性、原子核衰变、半衰期Ⅰ放射性同位素Ⅰ核力、核反应方程Ⅰ结合能、质量亏损Ⅰ裂变反应和聚变反应、裂变反应堆Ⅰ射线的危害和防护Ⅰ实验：验证动量守恒定律说明：碰撞与动量守恒只限于一维.高考对本部分内容考查的重点和热点有以下几个：①动量守恒定律及其应用；②原子的能级跃迁；③原子核的衰变规律；④核反应方程的书写；⑤质量亏损和核能的计算；⑥原子物理部分的物理学史和α、β、γ三种射线的特点及应用等．因此，在复习备考中应加强对基本概念和规律的理解，抓住动量守恒定律和原子核反应两条主线，注意综合题目的分析思路、强化典型题目的训练.基础知识回顾第1讲动量定理动量守恒定律及其应用知识点一动量、动量定理、动量守恒定律及其应用1．动量(1)定义：运动物体的与的乘积．(2)表达式：p＝.(3)单位：.(4)标矢性：动量是矢量，其方向与的方向相同．(5)动量、动能、动量变化量的比较.质量速度mvkg·m/s速度名称项目动量动能动量变化量定义物体的质量和_____的乘积物体由于_____而具有的能量物体末动量与初动量的定义式p＝Ek＝____Δp＝速度运动矢量差mv12mv2p′－p矢标性标量矢量特点状态量状态量关联方程Ek＝p22m，Ek＝12pv，p＝2mEk，p＝2Ekv矢量过程量2.动量定理(1)内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量．(2)表达式：p′－p＝I或．(3)冲量：力与力的作用时间的乘积，即I＝F(t′－t)．mv′－mv＝F(t′－t)3．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)四种表达式①p＝，系统相互作用前总动量p等于相互作用后的总动量p′.②m1v1＋m2v2＝，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．不受外力所受外力的矢量和为0p′m1v1′＋m2v2′③Δp1＝，相互作用的两个物体动量的增量等大反向．④Δp＝，系统总动量的增量为零．4．动量守恒定律的三种守恒条件(1)严格守恒系统：不受外力或所受外力的合力为零，不是系统内每个物体所受的合外力都为零，更不能认为系统处于状态．－Δp20平衡(2)近似守恒：系统内各物体间相互作用的内力它所受到的外力．如碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等现象中系统的动量近似守恒．(3)单一方向守恒：如果系统在某一方向上所受外力的合力为零，则系统动量守恒．但值得注意的是，系统的总动量可能不守恒．远大于在这一方向上知识点二弹性碰撞和非弹性碰撞1．碰撞：物体间的相互作用持续时间，而物体间相互作用力的现象．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守恒．很短很大远大于3．分类两类守恒碰撞类型动量是否守恒机械能是否守恒弹性碰撞守恒________非弹性碰撞守恒有损失完全非弹性碰撞守恒损失______守恒最大4.反冲现象(1)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，且常伴有其他形式能向动能的转化．(2)反冲运动的过程中，如果合外力为零或外力的作用物体间的相互作用力，可利用动量守恒定律来处理．增大远小于5．爆炸问题：爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用力很大，且系统所受的外力，所以系统动量，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．远大于守恒1．动量越大的物体，其速度越大()[答案]×2．物体的动量越大，其惯性也越大()[答案]×3．物体所受合力不变，则动量也不改变()[答案]×4．物体沿水平面运动时，重力不做功，其冲量为零()[答案]×5．物体所受合外力的冲量的方向与物体末动量的方向相同()[答案]×6．物体所受的合外力的冲量方向与物体动量变化的方向是一致的()[答案]√7．合外力的冲量是物体动量发生变化的原因()[答案]√8．系统的动量守恒时，机械能也一定守恒()[答案]×9．动量守恒定律表达式m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2一定是矢量式，应用时一定要规定正方向，且其中的速度必须相对同一个参考系()[答案]√考点互动探究[核心提示]2个概念：动量、冲量1个定理：动量定理1个定律：动量守恒定律2类碰撞：弹性碰撞和非弹性碰撞1个应用：动量守恒定律与能量守恒定律的综合应用考点一动量定理的理解和应用1．对动量定理的理解(1)公式p′－p＝Ft是矢量式，右边是物体受到所有力的总冲量，而不是某一个力的冲量．其中的F是研究对象所受的包括重力在内所有外力的合力，它可以是恒力，也可以是变力，如果合外力是变力，则F是合外力在t时间内的平均值．(2)动量定理说明的是合外力的冲量I合和动量的变化量Δp的关系，不仅I合与Δp大小相等，而且Δp的方向与I合方向相同．(3)公式p′－p＝Ft说明了两边的因果关系，即合力的冲量是动量变化的原因．(4)动量定理说明的是合力的冲量与动量变化量的关系，反映力对时间的积累效果，与物体的初、末动量无必然联系，动量变化量的方向与合力的冲量方向相同．而物体在某一时刻的动量方向跟合力的冲量方向无必然联系．(5)动量定理的研究对象是单个物体或物体系统．系统的动量变化等于在作用过程中组成系统的各个物体所受外力冲量的矢量和．而物体之间的作用力不会改变系统的总动量．(6)动力学问题中的应用①在不涉及加速度和位移的情况下，研究运动和力的关系时，用动量定理求解一般较为方便．②因为动量定理不仅适用于恒力作用，也适用于变力作用，而且也不需要考虑运动过程的细节．2．用动量定理解释现象(1)用动量定理解释的现象一般可分为两类一类是物体的动量变化量一定，这种情况下力的作用时间越短，力就越大；力的作用时间越长，力就越小．另一类是作用力一定，这种情况下力的作用时间越长，动量变化量越大；力的作用时间越短，动量变化量越小．分析问题时，要把哪个量一定、哪个量变化搞清楚．(2)用动量定理解释现象时，关键分析清楚作用力、时间及动量变化量的情况．3．总冲量的两种求解方法(1)若各力的作用时间相同，且各外力为恒力，可以先求合力，再乘以时间求冲量，I合＝F合·t.(2)若各外力作用时间不同，可以先求出每个外力在相应时间的冲量，然后求各外力冲量的矢量和，即I合＝F1t1＋F2t2＋…4．用动量定理解题的基本思路蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目．一名质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，触网后沿竖直方向蹦回到离水平面5.0m高处，已知运动员与网接触的时间为1.2s，求这段时间内网对运动员的平均作用力大小．(g取10m/s2)[尝试解答]解法一：运动员刚接触网时速度的大小v1＝2gh1＝2×10×3.2m/s＝8m/s，方向向下．刚离网时速度的大小v2＝2gh2＝2×10×5.0m/s＝10m/s，方向向上．在运动员与网接触的过程中，设网对运动员的平均作用力为F，以运动员为研究对象，由动量定理，以向上为正方向，有(F－mg)Δt＝mv2－m(－v1)．解得F＝mv2－m－v1Δt＋mg＝60×10－60×－81.2N＋60×10N＝1.5×103N，方向向上．解法二：对运动员下降、与网接触、上升的全过程应用动量定理．从3.2m高处自由下落的时间为t1＝2h1g＝2×3.210s＝0.8s，运动员弹回到5.0m高处所用的时间为t2＝2h2g＝2×510s＝1s，整个过程中运动员始终受重力作用，仅在与网接触的t3＝1.2s的时间内受到网对他向上的弹力FN的作用，对全过程应用动量定理，有FNt3－mg(t1＋t2＋t3)＝0，则FN＝t1＋t2＋t3t3mg＝0.8＋1＋1.21.2×60×10N＝1500N，方向向上．[答案]1500N，方向向上解答本题时，容易出现以下错误：(1)未能正确地进行受力分析、漏算重力，误认为所求的平均力就是合外力；(2)没有正确理解动量定理的矢量性，误将动量的变化写为mv2－mv1.动量定理的应用技巧(1)取大为优动量定理是过程定理，确定物理过程才能使用动量定理．如果问题仅包含一个物理过程，过程的选取是唯一的；如果问题包含多个过程，凡是过程与过程的衔接处对应的物理量(中间状态量)与求解的物理量无关，或求解无需用到这个中间状态量，那么就可以把几个过程合并成一个大过程来研究，这样求解将大大减少运算量，使问题的求解简捷明快．这就是说，对过程定理，选取过程“取大为优”是具有共性的结论．(2)取整为优研究对象的选取应该在研究过程的选取之前，只有选定了研究对象，才可能选取研究过程，才能进行受力分析．研究对象的选取有整体和局部之分，如同在应用牛顿第二定律时一样，研究对象的选取也要根据题目的具体情况而定．如果问题不涉及物体相互之间作用力、且物体运动状态相同时，应优先考虑选取整体作为研究对象，这样可减少运算量，使问题的求解简便．这就是说，对于多物体相互作用的问题，选取研究对象时“取整为优”是具有共性的结论．[跟踪训练]1．(多选)(2015·石家庄模拟)将质量为0.5kg的小球以20m/s的初速度竖直向上抛出，不计空气阻力，g取10m/s2，以下判断正确的是()A．小球从抛出至到最高点受到的冲量大小为10N·sB．小球从抛出至落回出发点动量的增量大小为零C．小球从抛出至落回出发点受到的冲量大小为零D．小球从抛出至落回出发点受到的冲量大小为20N·s[答案]AD2．如图所示，相同木块A和B并排放在光滑桌面上，一颗子弹水平射入并穿过木块A和B，已知子弹穿过木块A、B所用时间分别为t1和t2，求木块A和B的最终的速度比．(设子弹对A、B的作用力相等)[解析]子弹穿过A时，木块A、B速度相同，对木块A和B用动量定理Fft1＝2mvA－0①子弹穿过B过程中，A以速度vA做匀速直线运动，对B用动量定理Fft2＝mvB－mvA②由①②相除得vA∶vB＝t1∶(t1＋2t2)．[答案]vA∶vB＝t1∶(t1＋2t2)考点二动量守恒定律的理解及应用1．动量守恒定律的“五性”条件性首先判断系统是否满足守恒条件(合力为零)相对性公式中v1、v2、v1′、v2′必须相对于同一个惯性系同时性公式中v1、v2是在相互作用前同一时刻的速度，v1′、v2′是相互作用后同一时刻的速度矢量性应先选取正方向，凡是与选取的正方向一致的动量为正值，相反为负值普适性不仅适用于低速宏观系统，也适用于高速微观系统2.应用动量守恒定律时的注意事项(1)动量守恒定律的研究对象都是相互作用的物体组成的系统．系统的动量是否守恒，与选择哪几个物体作为系统和分析哪一段运动过程有直接关系．(2)分析系统内物体受力时，要弄清哪些力是系统的内力，哪些力是系统外的物体对系统的作用力．如图所示，光滑水平轨道上放置长板A(上表面粗糙)和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA＝2kg、mB＝1kg、mC＝2kg.开始时C静止，A、B一起以v0＝5m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C发生碰撞．求A与C碰撞后瞬间A的速度大小．[思维启迪](1)先是A、C碰撞过程，由于AC碰撞时间极短，A和C组成的系统动量守恒；然后是A、B相互作用过程，A和B组成的系统动量守恒．(2)最终A、B达共同速度且与C的速度相同．[尝试解答]因碰撞时间极短，A与C碰撞过程动量守恒，设碰后瞬间A的速度为vA，C的速度为vC，以向右为正方向，由动量守恒定律得mAv0＝mAvA＋mCvCA与B在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为vAB，由动量守恒定律得mAvA＋mBv0＝(mA＋mB)vABA与B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足vAB＝vC联立以上各式，代入数据得vA＝2m/s.[答案]2m/s应用动量守恒定律解题的一般步骤[跟踪训练]1．如图所示，