搜索
第十四单元动量知识框架第十四单元│知识框架考试说明第十四单元│考试说明复习策略第十四单元│复习策略本单元是选修3－5中的两个主要内容之一，是浙江高考地区的自选模块内容之一，应用动量守恒定律解题是解决力学问题的三大方法之一，在物理学中占据十分重要的地位，因此也是本模块命题的热点，应重点关注动量、冲量概念，动量守恒定律、动量定理的基本应用及其与原子核反应问题的综合．建议复习时重点突破以下重点或难点：1．辨析概念和规律：在复习时要注意对动量和动量守恒的理解，注意动量的矢量性及动量守恒的条件．尤其要辨析“动量和动能”“机械能守恒的条件和动量守恒条件”的区别．2．熟悉五种常见力学模型：“人船”模型、“速度交换”模型、“完全非弹性碰撞”模型、“弹性碰撞”模型、“子弹打木块”模型．使用建议第十四单元│使用建议1．动量守恒定律比牛顿运动定律、机械能守恒定律、动能定理及能量守恒定律等相关概念和规律更加抽象、难以理解，所以是学生学习的一个难点．在复习时，教师应控制习题的难度，重点处理好用动量守恒定律和能量守恒解决一般运动问题．(1)追根溯源：通过对物理学发展过程的追溯，让学生明白动量守恒是自然界中最重要、最普遍、最基本的客观规律之一，它可以用牛顿第二定律导出，但适用范围比牛顿第二定律要广．它广泛应用于碰撞、爆炸、反冲、射击等问题；近代物理学中微观粒子的研究、火箭技术的发展都离不开动量守恒定律有关的物理知识．在自然界中，大到天体间的相互作用，小到如质子、中子等基本粒子间的相互作用，都遵守动量守恒定律．第十四单元│使用建议(2)学以致用：通过具体的问题(比方以“滑块—木板”问题为例)让学生真正理解牛顿定律、功能关系以及动量守恒在处理问题时的区别．2．课时安排本单元建议安排3课时，第56讲2课时，单元复习1课时．第56讲动量动量守恒定律编读互动第56讲│编读互动1．本讲重点研究动量的概念、动量守恒的条件及一般应用，要搞清动量守恒的条件，分析系统内物体相互作用的过程及始末状态，能正确建立动量守恒的关系．对碰撞中的动量守恒要掌握其特点规律及主要应用．在复习本讲内容时，一定要把握新课程标准对本讲内容的要求及课标高考在本部分命题的特点，不要做过难、过复杂的题目，只要求学生能够理解动量的概念、掌握动量守恒定律的基本应用．第56讲│编读互动2．本讲教学可按下面的思路安排：(1)通过例1及变式题研究动量守恒的条件．(2)通过例2及变式题研究动量定理的使用．(3)通过例3及变式题使学生进一步理解动量守恒定律，学会利用动量守恒定律解题的一般思路和方法．(4)通过例4及变式题研究碰撞问题中的动量守恒和能量问题．(5)通过例5及变式题研究“验证动量守恒定律”的实验原理和步骤．考点整合第56讲│考点整合一、动量1.定义：物体的______与______的乘积．2.表达式：p＝______.3.动量的三性：(1)矢量性：方向与________的方向相同．(2)瞬时性：动量是描述物体运动状态的物理量，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．质量速度mv瞬时速度时刻地面第56讲│考点整合二、动量守恒定律1.定律内容：一个系统_________或者__________之和为零时，这个系统的总动量保持不变．2.公式表达：m1v1＋m2v2＝__________.三、碰撞1.特点：作用时间极短，内力(相互碰撞力)远______外力，总动量守恒．所受外力不受外力m1v1′＋m2v2′大于第56讲│考点整合2.分类：(1)弹性碰撞：既满足__________，又满足____________．碰撞中没有机械能损失．(2)非弹性碰撞：碰撞后总机械能______碰撞前总机械能，满足__________．碰撞中有机械能损失．(3)完全非弹性碰撞：只满足__________，不满足机械能守恒．两物体碰后速度相等并粘在一起运动，系统机械能损失______．动量守恒机械能守恒小于动量守恒动量守恒最大第56讲│考点整合3.分析角度(1)动量角度：碰撞过程满足动量守恒．(2)机械能角度：碰撞后总机械能小于或等于碰撞前总机械能．(3)运动角度：关注碰撞前后的速度关系等．第56讲│考点整合四、反冲运动1.反冲现象：在系统内力作用下，系统内一部分物体向某方向发生动量变化，而其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象．2.应用：如火箭、喷气式飞机等就是利用了反冲运动的原理．3.特点：在反冲运动中，系统的______是守恒的．动量第56讲│考点整合五、验证动量守恒定律1.实验原理(1)如图56－1所示，让质量较大的小球m1与静止的质量较小的小球m2正碰，根据动量守恒定律应有：m1v1＝m1v1′＋m2v2′.第56讲│考点整合(2)因小球从斜槽上滚下后做平抛运动，其水平速度等于水平位移和运动时间的比，而各小球运动时间相同，则它们的水平________之比等于它们的水平速度之比，则动量守恒时有：m1·OP＝m1·OM＋________，若能测出m1、m2及v1、v1′和v2′代入上式，就可验证碰撞中动量是否守恒．位移第56讲│考点整合2.实验器材重锤线一条，大小相等、质量不同的小球两个，________，白纸，复写纸，刻度尺，________，圆规一个．3.实验步骤：(1)将斜槽固定在桌边使末端点的切线________．斜梯水平天平砝码第56讲│考点整合(2)让入射球落地后在地板上合适的位置铺上白纸并在相应的位置铺上复写纸，用小铅锤把斜槽末端即入射球的重心投影到白纸上O点．(3)不放被碰小球时，让入射小球10次都从斜槽同一高度由静止开始滚下落在复写纸上，用圆规找出落点的平均位置P点．第56讲│考点整合(4)把被碰小球放在槽口末端，然后让入射球在同一高度滚下与被碰小球碰10次，用圆规找出入射球和碰小球的平均位置M、N.(5)用天平测出两个球的质量，用刻度尺测出ON、OP、OM的长度．(6)将数据代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，验证碰撞过程中的动量是否守恒．要点探究►探究点一对动量守恒条件的理解第56讲│要点探究1.动量、动能的比较项目名称动量动能定义物体的质量和速度的乘积物体由于运动而具有的能量定义式p＝mvEk＝12mv2矢标性矢量标量特点状态量状态量关联方程p＝2mEkp＝2EkvEk＝p22mEk＝12pv第56讲│要点探究提示：(1)物体动能改变，动量一定改变，但动量改变，动能却不一定改变，如匀速圆周运动中物体的速度大小不变，动能不变，但速度方向变化，故动量一定变化．(2)动量是状态量，在谈及动量时，必须明确是物体在哪个时刻或哪个状态所具有的动量．第56讲│要点探究2.动量守恒的条件(1)系统不受外力或所受外力的合力为零，则系统动量守恒．(2)系统受到的合外力不为零，但当内力远大于外力时，系统的动量可看成近似守恒，如碰撞、爆炸、反冲类问题中，内力远大于外力，外力忽略不计，可认为系统的动量守恒．(3)当某个方向上受合外力为零，在该方向上动量守恒．第56讲│要点探究3.动量守恒定律与机械能守恒定律的比较方面对象动量守恒定律机械能守恒定律守恒条件F合＝0(系统所受合外力为零)W其他＝0(重力或弹力以外的其他力做功为零)研究对象系统系统分析重点受力情况力的做功情况表达式矢量式标量式动量守恒定律和机械能守恒定律没有必然的联系，系统动量守恒，其机械能不一定守恒，反之亦然第56讲│要点探究例1[2010·厦门模拟]如图56－3所示，A、B两质量相等的物体静止在足够长的平板小车C上，A、B之间有一根被压缩的弹簧，A、B与平板车的上表面间的滑动摩擦力之比为3∶2，地面光滑，当压缩弹簧突然释放后，则()A.最终小车静止B.小车始终保持静止C.初始阶段小车向右运动D.A、B系统动量守恒第56讲│要点探究例1A[解析]弹簧释放后对A、B产生了一对大小相等、方向相反的力，由于A、B与平板车的上表面间的滑动摩擦力之比为3∶2,B获得的加速度大，释放瞬间内B获得的速度也大，B的动量也大，此时A、B的总动量向右，由于A、B、C的总动量为0，所以初始阶段小车向左运动，BC错；由于A、B、C的总动量为0且守恒，所以最终A、B、C都处于静止状态，A对．第56讲│要点探究[点评](1)判断系统的动量是否守恒时，要注意动量守恒的条件是系统不受外力或所受的合外力为零．因此，本题的难点是要分清系统中的物体所受的力哪些是内力，哪些是外力.(2)在同一物理过程中，系统的动量是否守恒，与系统的选取密切相关，如本题中第一种情况A、B组成的系统的动量不守恒，而A、B、C组成的系统的动量却是守恒的，因此，在利用动量守恒定律解决问题时，一定要明确在哪一过程中哪些物体组成系统的动量是守恒的，即要明确研究对象的过程．第56讲│要点探究如图56－4所示，小车放在光滑的水平面上，将系绳小球拉开到一定角度，然后同时放开小球和小车，那么在以后的过程中()图56－4A.小球向左摆动时，小车也向左运动，且系统动量守恒B.小球向左摆动时，小车向右运动，且系统动量守恒C.小球向左摆到最高点，小球的速度为零而小车的速度不为零D.在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反第56讲│要点探究变式题D[解析]小球和小车所组成的系统在水平方向所受外力为零，动量守恒，故选项D正确；而系统总动量并不守恒，故选项B不正确．►探究点二动量定理第56讲│要点探究例2[2010·南安一中]一个质量为0.18kg的垒球以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01s．下列说法正确的是()①球棒对垒球的平均作用力大小为1260N②球棒对垒球的平均作用力大小为360N③球棒对垒球做的功为126J④球棒对垒球做的功为36JA.①③B．①④C．②③D．②④第56讲│要点探究例2A[解析]设反向水平飞回的方向为正方向，则p0＝－mv0＝－0.18×25kg·m/s＝－4.5kg·m/s，p＝mv＝0.18×45kg·m/s＝8.1kg·m/s，根据动量定理有：Ft＝p－p0，解得F＝1260N,①对；根据动能定理，球棒对垒球做的功W＝12mv2－12mv2＝126J，③对．第56讲│要点探究变式题[2010·宁德模拟]静止在湖面上的小船中有甲、乙两运动员，他们的体重相等，他们分别在船头和船尾以相同的水平速率(相对于湖面)沿相反方向跃入水中，若甲先跳、乙后跳，则在他们都跳离小船后，对小船的运动及甲、乙跳离过程中受到船的冲量的判断，正确的是()A.小船前进，乙受小船的冲量大B.小船后退，甲受小船的冲量大C.小船静止，乙受小船的冲量大D.小船静止，甲受小船的冲量大第56讲│要点探究变式题D[解析]根据动量守恒定律，小船应保持静止．设甲的运动方向为向右，甲跳离船时，乙和船都获得了一个向左的速度，所以当乙以相同的水平速率(相对于湖面)跃入水中时，乙速度的变化量比甲小，乙的动量变化量也就比甲小，根据动量定理，乙受小船的冲量小．►探究点三动量守恒定律的一般应用第56讲│要点探究1.动量守恒定律的“四性”(1)矢量性：动量守恒定律表达式是矢量方程，在解题时应规定正方向．(2)同一性：定律表达式中的速度应相对同一参考系，一般以地面为参考系．(3)瞬时性：定律中的初态动量是相互作用前同一时刻的瞬时值，末态动量对应相互作用后同一时刻的瞬时值．第56讲│要点探究(4)普适性：它不仅适用于两个物体所组成的系统，也适用于多个物体组成的系统；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统．第56讲│要点探究2.应用动量守恒定律解决问题的基本思路和方法(1)分析题意，明确研究对象．在分析相互作用的物体总动量是否守恒时，通常把这些被研究的物体统称为系统．对于比较复杂的物理过程，要采用程序法对全过程进行分段分析，要明确在哪些阶段中，哪些物体发生相互作用，从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的．(2)对各阶段所选系统内的物体进行受力分析，弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的