2016高考物理一轮复习第1课时动量定理动量守恒定律及其应用课件(选修3-5)

考点内容要求命题规律复习策略动量；动量守恒定律Ⅰ(1)动量和动量守恒等基本概念、规律的理解，一般结合碰撞等实际过程考查；(2)综合运用动量和机械能的知识分析较复杂的运动过程；(1)深刻理解动量守恒定律，注意动量的矢量性、瞬时性、同一性和同时性；(2)培养建模能力，将物理问题经过分析、推理转化为动力学问题；弹性碰撞和非弹性碰撞Ⅰ普朗克能量子假说；黑体和黑体辐射Ⅰ光电效应Ⅰ光的波粒二象性物质波Ⅰ原子核式结构模型Ⅰ(3)光电效应、波粒二象性的考查；(4)氢原子光谱、能级的考查；(5)放射性元素的衰变、核反应的考查；(3)深刻理解基本概念和基本规律；(4)关注科技热点和科技进步；氢原子光谱原子的能级Ⅰ原子核的组成Ⅰ原子核的衰变；半衰期Ⅰ放射性同位素放射性的应用与防护Ⅰ核力与结合能质量亏损Ⅰ(6)质能方程、核反应方程的计算；(7)与动量守恒定律相结合的计算(5)体会微观领域的研究方法，从实际出发，经分析总结、提出假设、建立模型，再经过实验验证，发现新的问题，从而对假设进行修正核反应方程Ⅰ裂变反应聚变反应链式反应Ⅰ实验：验证动量守恒定律Ⅰ说明(1)只限于一维碰撞的问题(2)用半衰期公式进行定量计算不作要求第1课时动量定理动量守恒定律及其应用[知识梳理]知识点一、动量、动量定律1．动量(1)定义：运动物体的质量和的乘积叫做物体的动量，通常用p来表示。(2)表达式：p＝。(3)单位：。(4)标矢性：动量是矢量，其方向和方向相同。速度mvkg·m/s速度2．动量守恒定律(1)内容：如果一个系统，或者所受为0，这个系统的总动量保持不变。(2)表达式m1v1＋m2v2＝或p＝p′。(3)适用条件①理想守恒：系统不受外力或所受为零，则系统动量守恒。②近似守恒：系统受到的合力不为零，但当内力远外力时，系统的动量可近似看成守恒。③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。不受外力外力的矢量和m1v1′＋m2v2′外力的合力大于知识点二、弹性碰撞和非弹性碰撞1．碰撞碰撞是指物体间的相互作用持续时间，而物体间的相互作用力的现象。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．分类动量是否守恒机械能是否守恒弹性碰撞守恒守恒非弹性碰撞守恒有损失完全非弹性碰撞守恒损失最大思维深化判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)一个物体的运动状态变化，它的动量一定改变。()(2)系统的动量守恒时，机械能也一定守恒。()(3)动量守恒定律表达式m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′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(1)√(2)×(3)√[题组自测]题组一动量概念的理解1．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．只要物体的运动速度大小不变，物体的动量就保持不变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．下列关于动量及其变化，说法正确的是()A．两物体的动量相等，动能也一定相等B．物体动能发生变化，动量也一定发生变化C．动量变化的方向一定与初、末动量的方向都不同D．动量变化的大小，不可能等于初、末状态动量大小之和解析由动量和动能的关系Ek＝p22m可知，当动量p相等时，动能Ek不一定相等，A项错；当动能Ek＝12mv2变化时，速度v的大小一定变化，动量p＝mv一定变化，B项正确；当物体以一定的初速度做匀加速直线运动过程中，Δp的方向与p初、p末均相同，C项错；当物体在水平面上以一定的速度与竖直挡板碰撞后沿与原速度相反的方向弹回的过程中，动量变化的大小等于初、末状态动量大小之和，D项错。答案B题组二动量守恒定律的理解及应用3．(多选)下列相互作用的过程中，可以认为系统动量守恒的是()解析动量守恒的条件是相互作用的物体系统不受外力或所受外力的合力为零，而相互作用过程中内力远大于外力时也可认为动量守恒。图A中，滑轮男孩推滑轮女孩的过程中，内力远大于外力，因此系统的动量可认为守恒；图B和图D中，在两物体相互作用的过程中，没有满足内力远大于外力的条件，系统的动量不守恒；图C中，太空中无空气阻力作用，太空人和子弹在相互作用过程中动量守恒。答案AC4．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vA′∶vB′为()A．1∶2B．1∶3C．2∶1D．2∶3解析设碰前A球的速率为v，根据题意，pA＝pB，即mv＝2mvB，得碰前vB＝v2，碰后vA′＝v2，由动量守恒定律，有mv＋2m×v2＝m×v2＋2mvB′，解得vB′＝34v所以vA′vB′＝v234v＝23。选项D正确。答案D考点一动量守恒定律的条件及应用1．动量守恒定律适用条件(1)前提条件：存在相互作用的物体系。(2)理想条件：系统不受外力。(3)实际条件：系统所受合外力为0。(4)近似条件：系统内各物体间相互作用的内力远大于系统所受的外力。(5)方向条件：系统在某一方向上满足上面的条件，则此方向上动量守恒。2．动量守恒定律的表达式(1)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋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。(2)Δp1＝－Δp2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向。(3)Δp＝0，系统总动量的增量为零。【例1】[2014·江苏卷，12C(3)]牛顿的《自然哲学的数学原理》中记载，A、B两个玻璃球相碰，碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比总是约为15∶16。分离速度是指碰撞后B对A的速度，接近速度是指碰撞前A对B的速度。若上述过程是质量为2m的玻璃球A以速度v0碰撞质量为m的静止玻璃球B，且为对心碰撞，求碰撞后A、B的速度大小。解析设A、B球碰撞后的速度分别为v1和v2由动量守恒定律知：2mv0＝2mv1＋mv2，且由题意知v2－v1v0＝1516解得v1＝1748v0，v2＝3124v0答案1748v03124v0动量守恒定律的解题步骤【变式训练】1.如图1所示，两块厚度相同的木块A、B，紧靠着放在光滑的桌面上，其质量分别为2.0kg、0.9kg，它们的下表面光滑，上表面粗糙，另有质量为0.10kg的铅块C(大小可以忽略)以10m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面，由于摩擦，铅块C最后停在木块B上，此时B、C的共同速度v＝0.5m/s。求木块A的最终速度和铅块C刚滑到B上时的速度。图1解析铅块C在A上滑行时，木块一起向右运动，铅块C刚离开A时的速度设为vC′，A和B的共同速度为vA，在铅块C滑过A的过程中，A、B、C所组成的系统动量守恒，有mCv0＝(mA＋mB)vA＋mCvC′在铅块C滑上B后，由于B继续加速，所以A、B分离，A以vA匀速运动，在铅块C在B上滑行的过程中，B、C组成的系统动量守恒，有mBvA＋mCvC′＝(mB＋mC)v代入数据解得vA＝0.25m/s，vC′＝2.75m/s。答案0.25m/s2.75m/s考点二碰撞模型的规律及应用1．碰撞的特点和种类(1)碰撞的特点①作用时间极短，内力远大于外力，满足动量守恒；②满足能量不增加原理；③必须符合一定的物理情境。(2)碰撞的种类①完全弹性碰撞：动量守恒，动能守恒，质量相等的两物体发生完全弹性碰撞时交换速度；②非完全弹性碰撞：动量守恒、动能不守恒；③完全非弹性碰撞：动量守恒，动能不守恒，碰后两物体共速，系统机械能损失最大。2．碰撞现象满足的规律(1)动量守恒定律。(2)机械能不增加。(3)速度要合理。①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′。②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。【例2】如图2所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动。两球质量关系为mB＝2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为－4kg·m/s，则()A．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5B．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10C．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5D．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10图2解析由mB＝2mA，知碰前vB＜vA若左为A球，设碰后二者速度分别为vA′、vB′由题意知pA′＝mAvA′＝2kg·m/spB′＝mBvB′＝10kg·m/s由以上各式得vA′vB′＝25，故正确选项为A。若右为A球，由于碰前动量都为6kg·m/s，即都向右运动，两球不可能相碰。答案A碰撞问题解题策略(1)抓住碰撞的特点和不同种类碰撞满足的条件，列出相应方程求解。(2)可熟记一些公式，例如“一动一静”模型中，两物体发生弹性正碰后的速度满足：v1＝m1－m2m1＋m2v0、v2＝2m1m1＋m2v0。(3)熟记弹性正碰的一些结论，例如，当两球质量相等时，两球碰撞后交换速度；当m1≫m2，且v20＝0时，碰后质量大的速率不变，质量小的速率为2v。当m1≪m2，且v20＝0时，碰后质量小的球原速率反弹。【变式训练】2.如图3所示，质量分别为m1和m2的两个小球在光滑水平面上分别以速度v1、v2同向运动，并发生对心碰撞，碰后m2被右侧墙壁原速弹回，又与m1碰撞，再一次碰撞后两球都静止。求第一次碰后m1球速度的大小。图3解析设两个小球第一次碰后m1和m2速度的大小分别为v1′和v2′，由动量守恒定律得：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′两个小球再一次碰撞：m1v1′－m2v2′＝0得：v1′＝m1v1＋m2v22m1答案m1v1＋m2v22m1