高考物理复习第十二章动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核第一课时动量定理动量守恒定律及其应用市赛课.pptx

,基础梳理,考点探究,随堂演练,1/62,考纲要求,知识内容,考试要求,备考策略,必考,加试,动量和动量定理,c,新高考中，对本部分知识考查出现在加试题中。动量相关知识普通在计算题中考查，其余知识普通在选择题中考查，主要考查光粒子性、粒子波动性、原子核式结构模型、玻尔原子模型、放射性元素衰变、放射,动量守恒定律,c,碰撞,d,反冲运动火箭,b,能量量子化,b,光粒子性,c,粒子波动性,c,概率波,b,2/62,不确定性关系,b,性应用与防护、核力与结合能、核聚变和核裂变等；最可能是把35知识整合到一个选择题中出现。还能够在计算题中结合电磁感应、安培力、动量定理、动量守恒定律等考查。,电子发觉,a,原子核式结构模型,b,氢原子光谱,b,玻尔原子模型,c,原子核组成,a,放射性元素衰变,c,探测射线方法,a,3/62,放射性应用与防护,a,核力与结合能,c,核裂变,c,核聚变,c,粒子和宇宙,a,试验19：探究碰撞中不变量,4/62,第,1,课时动量定理动量守恒定律及其应用,5/62,1,.,动量,(1),定义：运动物体质量和,_,乘积叫做物体动量，通惯用,p,来表示。,(2),表示式：,p,_,。,(3),单位：,_,。,(4),标矢性：动量是矢量，其方向和,_,方向相同。,(5),动量瞬时性：动量是描述物体运动状态物理量，针对某一,_,而言。,(6),动量改变量：是矢量，其表示式,p,p,p,为矢量式，当,p,、,p,在同一条直线上时，可要求正方向，将矢量运算转化为代数运算。,速度,m,v,kg,m/s,速度,时刻,6/62,2,.,冲量,(1),定义：力,F,与力作用时间,t,_,。,(2),定义式：,I,_,，单位是,_,。,(3),方向：恒力作用时，与力方向,_,。,(4),物理意义：是一个过程量，表示力在时间上积累作用效果。,乘积,Ft,N,s,相同,7/62,3,.,动量定理,(1),内容：物体在一个过程始末,_,等于它在这个过程中所受,_,冲量。,(2),表示式：,p,p,I,合,。,(3),动量定理既适合用于恒力，也适合用于变力。,动量改变,协力,8/62,4,.,动量守恒定律,(1),内容：假如一个系统,_,，或者所受,_,为,0,，这个系统总动量保持不变。,(2),表示式：,m,1,v,1,m,2,v,2,_,。,(3),适用条件,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：系统受到协力不为零，但当内力远,_,外力时，系统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协力为零时，系统在该方向上动量守恒。,不受外力,外力矢量和,m,1,v,1,m,2,v,2,外力协力,大于,9/62,5,.,碰撞,(1),定义：碰撞是指物体间相互作用连续时间,_,，而物体间相互作用力,_,现象。,(2),特点：在碰撞现象中，普通都满足内力,_,外力，可认为相互碰撞系统动量守恒。,(3),分类,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,_,很短,很大,远大于,守恒,最大,10/62,6.,反冲运动,(1),反冲：依据动量守恒定律，假如一个静止物体在,_,作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必定向,_,方向运动。,(2),反冲现象应用及预防,应用：农田、园林喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边,_,，能够自动改变喷水方向。,预防：用枪射击时，因为枪身反冲会影响射击,_,，所以用步枪射击时要把枪身抵在,_,，以降低反冲影响。,内力,相反,旋转,准确性,肩部,11/62,7.,火箭,(1),火箭原理,火箭工作原理是,_,运动，其反冲过程,_,守恒，它靠向后喷出气流反冲作用而取得,_,速度。,(2),影响火箭取得速度大小原因,喷气速度：当代液体燃料火箭喷气速度约为,_m/s,。,火箭质量比：指火箭起飞时质量与,_,之比，决定于火箭结构和材料。当代火箭质量比普通小于,_,。,喷气速度,_,，质量比,_,，火箭取得速度,_,。,反冲,动量,向前,2 000,4 000,火箭除燃料外箭体质量,10,越大,越大,越大,12/62,【思索判断】,1.,动量越大物体，其速度越大,(,),2.,物体动量越大，其惯性也越大,(,),3.,物体所受协力不变，则动量也不改变,(,),4.,物体沿水平面运动时，重力不做功，其冲量为零,(,),5.,物体所受合外力冲量方向与物体末动量方向相同,(,),6.,物体相互作用时动量守恒，但机械能不一定守恒,(,),7.,做匀速圆周运动物体动量不变,(,),8.,物体动能不变，其动量一定不变,(,),9.,应用动量守恒定律时，速度应相对同一参考系,(,),13/62,考点一动量和动量定理,(,/c),关键点突破,1.,用动量定了解题基本思绪,14/62,2,.,用动量定了解释现象,(1),物体动量改变一定，此时力作用时间越短，力就越大；时间越长，力就越小。,(2),作用力一定，此时力作用时间越长，动量改变越大；力作用时间越短，动量改变越小。,15/62,典例剖析,【例】,质量为,60 kg,建筑工人，不慎从高空跌下，因为弹性安全带保护，使他悬挂起来。已知弹性安全带缓冲时间,1.2 s,，安全带长,5 m,，,g,取,10 m/s,2,，则安全带所受平均冲力大小为,(,),A.500 N B.1 100 N,C.600 N D.100 N,16/62,答案,B,17/62,【方法总结】,动量定理两个主要应用,(1),应用,I,p,求变力冲量：假如物体受到大小或方向改变力作用,，,则不能直接用,I,Ft,求变力冲量,，,能够求出该力作用下物体动量改变,p,，,等效代换变力冲量,I,。,(2),应用,p,F,t,求动量改变：比如,，,在曲线运动中,，,速度方向时刻在改变,，,求动量改变,(,p,p,2,p,1,),需要应用矢量运算方法,，,计算比较复杂,，,假如作用力是恒力,，,能够求恒力冲量,，,等效代换动量改变。,18/62,针对训练,1.,如图所表示，篮球运动员接传来篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球快速引至胸前，这么做能够,(,),A.,减小球动量改变量,B.,减小球对手作用力冲量,C.,减小球动量改变率,D.,延长接球过程时间来减小动量改变量,19/62,答案,C,20/62,2.,在水平力,F,30 N,作用下，质量,m,5 kg,物体由静止开始沿水平面运动。已知物体与水平面间动摩擦因数,0.2,，若,F,作用,6 s,后撤去，撤去,F,后物体还能向前运动多长时间才停顿？,(,g,取,10 m/s,2,),21/62,22/62,答案,12 s,23/62,考点二动量守恒定律,(,/c),关键点突破,1.,动量守恒判断,(1),明确系统由哪几个物体组成。,(2),对系统中各物体进行受力分析，分清哪些是内力，哪些是外力。,(3),看全部外力协力是否为零，或内力是否远大于外力，从而判定系统动量是否守恒。,注意：,动量守恒条件和机械能守恒条件不一样。机械能守恒条件是只有重力、弹力做功,，,动量守恒条件是系统不受外力或所受外力协力为零。,24/62,2,.,动量守恒定律了解,(1),矢量性：表示式中包括都是矢量，需要首先选取正方向，分清各物体初末动量正、负。,(2),瞬时性：动量是状态量，动量守恒指对应每一时刻总动量都和初时刻总动量相等。不一样时刻动量不能相加。,(3),同一性：速度大小跟参考系选取相关，应用动量守恒定律，各物体速度必须是相对同一参考系速度。普通选地面为参考系。,(4),普适性：它不但适合用于两个物体组成系统，也适合用于多个物体组成系统；不但适合用于宏观物体组成系统，也适合用于微观粒子组成系统。,25/62,3,.,动量守恒定律解题步骤,26/62,典例剖析,【例】,在高速公路上发生了一起交通事故，一辆质量为,1 500 kg,向南行驶长途客车迎面撞上了一辆质量为,3 000 kg,向北行驶卡车，碰后两车接在一起，并向南滑行了一小段距离后停顿，依据测速仪测定，长途客车碰前以,20 m/s,速率行驶，由此可判断卡车碰前行驶速率是,(,),A.,小于,10 m/s,B.,大于,10 m/s,小于,20 m/s,C.,大于,20 m/s,小于,30 m/s,D.,大于,30 m/s,小于,40 m/s,27/62,答案,A,28/62,针对训练,1.(,多项选择,),以下相互作用过程中，能够认为系统动量守恒是,(,),29/62,解析,动量守恒条件是相互作用物体系统不受外力或所受外力协力为零,，,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过程中,，,内力远大于外力,，,所以系统动量可认为守恒；图,B,和图,D,中,，,在两物体相互作用过程中,，,没有满足内力远大于外力条件,，,系统动量不守恒；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,AC,30/62,2.,如图所表示，游乐场上，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，今后，两车以共同速度运动；设甲同学和他车总质量为,150 kg,，碰撞前向右运动，速度大小为,4.5 m/s,，乙同学和他车总质量为,200 kg,，碰撞前向左运动，速度大小为,4.25 m/s,，则碰撞后两车共同运动速度为,(,取向右为正方向,)(,),A.1 m/s B.0.5 m/s,C.,1 m/s D.,0.5 m/s,31/62,答案,D,32/62,考点三碰撞,(,/d),关键点突破,1.,碰撞过程遵照标准,(1),系统动量守恒标准。,(2),系统动能不增加。,(3),物理情景要合理,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，碰后两物体运动方向不可能都不改变。,33/62,2,.,三种经典碰撞特点,(1),弹性碰撞：动量守恒，没有动能损失。,(2),非弹性碰撞：动量守恒，有动能损失。,(3),完全非弹性碰撞：动量守恒，动能损失到达最大程度，碰撞完成后系统物体速度相同。,34/62,典例剖析,【例】,如图所表示，一质量为,0.5 kg,小球,A,以,2.0 m/s,速度和静止于光滑水平面上、质量为,1 kg,另一大小相同小球,B,发生正碰，碰撞后它以,0.2 m/s,速度反弹。求：,(1),原来静止小球,B,取得速度大小；,(2),碰撞过程中损失机械能。,35/62,答案,(1)1.1 m/s,(2)0.385 J,36/62,针对训练,1.,两球,A,、,B,在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，,m,A,1 kg,，,m,B,2 kg,、,v,A,6 m/s,、,v,B,2 m/s,。当,A,追上,B,并发生碰撞后，两球,A,、,B,速度可能值是,(,),A.,v,A,5 m/s,，,v,B,2.5 m/s,B.,v,A,2 m/s,，,v,B,4 m/s,C.,v,A,4 m/s,，,v,B,7 m/s,D.,v,A,7 m/s,，,v,B,1.5 m/s,37/62,答案,B,38/62,2.,如图所表示，两小车,A,、,B,置于光滑水平面上，质量分别为,m,和,2,m,，一轻质弹簧两端分别固定在两小车上，开始时弹簧处于拉伸状态，用手固定两小车。现在先释放小车,B,，当小车,B,速度大小为,3,v,时，再释放小车,A,，此时弹簧仍处于拉伸状态；当小车,A,速度大小为,v,时，弹簧刚好恢复原长。自始至终弹簧都未超出弹性程度。求：,(1),弹簧刚恢复原长时，小车,B,速度大小；,(2),两小车相距最近时，小车,A,速度大小；,(3),求两小车相距最近时，弹簧弹性势能大小。,39/62,40/62,考点四反冲运动火箭,(,/b),关键点突破,1,.,反冲运动特点,(1),物体不一样部分在内力作用下向相反方向运动。,(2),反冲运动中，普通内力远大于外力，通常可用动量守恒定律处理。,(3),反冲运动中，因为有其它形式能转化为机械能，系统总动能普通会增加。,41/62,2.,火箭取得最终速度,火箭发射前总质量为,M,、燃料燃尽后质量,为,m,，火箭燃气喷射速度为,v,1,，如图所表示，,在火箭发射过程中，因为内力远大于外力，所,以动量守恒。,42/62,典例剖析,【例】,如图所表示，含有一定质量小球,A,固定在轻杆一端，另一端挂在小车支架,O,点。用手将小球拉至水平，此时小车静止于光滑水平面上，放手让小球摆下与,B,处固定橡皮泥碰击后粘在一起，则在此过程中小车将,(,),A.,向右运动,B.,向左运动,C.,静止不动,D.,小球下摆时，车向左运动，碰撞后又静止,43/62,解析,这是反冲运动,，,依据动量守恒定律可知,，,小球下落时速度向右,，,小车向左；小球静止,，,小车也静止。,答案,D,44/62,针对训练,1.,运输人造地球卫星火箭开始工作后，火箭做加速运动原因是,(,),A.,燃料推进空气，空气反作用力推进火箭,B.,火箭发动机用力将燃料燃烧产生气体向后推出，气体反作用力推进火箭,C.,火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭反作用力推进火箭,D.,火箭燃料燃烧发烧，加热周围空气，空气膨胀推进火箭,解析,反冲运动中满足动量守恒定律,，,向后喷出气体,，,使火箭取得向前推力。,答案,B,45/62,2.,假设一个人静止于完全光滑水平冰面上，现欲离开冰面，以下方法中可行是,(,),A.,向后踢腿,B.,手臂向后甩,C.,在冰面上滚动,D.,脱下外衣水平抛出,解析,踢腿、甩手对整个身体系统来讲是内力,，,内力不改变系统整体运动状态。,答案,D,46/62,典例剖析,【例】,(,浙江,4,月选考,),某同学设计了一个电磁推进加喷气推进火箭发射装置，如图所表示。竖直固定在绝缘底座上两根长直光滑导轨，间距为,L,。导轨间加有垂直导轨平面向里匀强磁场,B,。绝缘火箭支撑在导轨间，总质量为,m,，其中燃料质量为,m,，燃料室中金属棒,EF,电阻为,R,，并经过电刷与电阻可忽略导轨良好接触。引燃火箭下方推进剂，快速推进刚性金属棒,CD,(,电阻可忽略且和导轨接触良好,),向上运动，当回路,CEFDC,面积降低许到达最大值,S,，用时,t,，此过程激励出强电流，产生电磁推力加速火箭。在,t,时间内，电阻,R,产生焦耳热使燃料燃烧形成高温高压气体，当燃烧室下方可控喷气孔打开后，喷出燃气深入加速火箭。,考点五动量观点在电磁感应中应用,(,/d),47/62,(1),求回路在,t,时间内感应电动势平均值及经过金属棒,EF,电荷量，并判断金属棒,EF,中感应电流方向；,(2),经,t,时间火箭恰好脱离导轨，求火箭脱离时速度,v,0,(,不计空气阻力,),；,(3),火箭脱离导轨时，喷气孔打开，在极短时间内喷射出质量为,m,燃气，喷出燃气相对喷气前火箭速度为,u,，求喷气后火箭增加速度,v,。,(,提醒,：可选喷气前火箭为参考系,),48/62,49/62,50/62,针对训练,(,浙江,4,月选考,),间距为,l,两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成，如图所表示，倾角为,导轨处于大小为,B,1,，方向垂直导轨平面向上匀强磁场区间,中，水平导轨上无磁场区间静止放置一质量为,3,m,“,联动双杆,”,(,由两根长为,l,金属杆，,cd,和,ef,，用长度为,L,刚性绝缘杆连接而成,),，在,“,联动双杆,”,右侧存在大小为,B,2,，方向垂直导轨平面向上匀强磁场区间,，其长度大于,L,，质量为,m,，长为,l,金属杆,ab,，从倾斜导轨上端释放，到达匀速后进入水平导轨,(,无能量损失,),，杆,cd,与,“,联动双杆,”,发生碰撞后杆,ab,和,cd,合在一起形成,“,联动三杆,”,，,51/62,“,联动三杆,”,继续沿水平导轨进入磁场区间,并从中滑出，运动过程中，杆,ab,、,cd,和,ef,与导轨一直接触良好，且保持与导轨垂直。已知杆,ab,、,cd,和,ef,电阻均为,R,0.02,，,m,0.1 kg,，,l,0.5 m,，,L,0.3 m,，,30,，,B,1,0.1 T,，,B,2,0.2 T,。不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应。求：,(1),杆,ab,在倾斜导轨上匀速运动时速度大小,v,0,；,(2),联动三杆进入磁场区间,前速度大小,v,；,(3),联动三杆滑过磁场区间,产生焦耳热,Q,。,52/62,53/62,答案,(1)6 m/s,(2)1.5 m/s,(3)0.25 J,54/62,1.,(,多项选择,),当我们从高处跳到低处时，都有这么生活常识：为了安全，普通都是让脚尖先着地。从力,和,动量角度来看，这么做目标是,(,),A.,减小动量,B.,减小动量改变量,C.,延长和地面冲击时间，从而减小支持力,D.,增大人对地压强，起到安全作用,解析,依据动量定理分析,，,延长时间目标是减小协力,，,从而减小支持力。,答案,C,55/62,2.,(,嘉兴模拟,),如图所表示，运动员挥拍将质量为,m,网球击出。假如网球被拍子击打前、后瞬间速度大,小,分别为,v,1,，,v,2,，,v,1,与,v,2,方向相反，且,v,2,v,1,。忽略重力，则此过程中拍子对网球作用力冲量,(,),A.,大小为,m,(,v,2,v,1,),，方向与,v,1,方向相同,B.,大小为,m,(,v,2,v,1,),，方向与,v,1,方向相同,C.,大小为,m,(,v,2,v,1,),，方向与,v,2,方向相同,D.,大小为,m,(,v,2,v,1,),，方向与,v,2,方向相同,56/62,解析,在球拍击打网球过程中,，,选取,v,2,方向为正方向,，,对网球利用动量定理有,I,m,v,2,(,m,v,1,),m,(,v,2,v,1,),，,即拍子对网球作用力冲量大小为,m,(,v,2,v,1,),，,方向与,v,2,方向相同。,答案,D,57/62,3.,滑雪运动是人们酷爱户外体育活动，现有质量为,m,人站立于雪橇上，如图所表示。人与雪橇总质量为,M,，人与雪橇以速度,v,1,在水平面上由北向南运动,(,雪橇所受阻力不计,),。当人相对于雪橇以速度,v,2,竖直跳起时，雪橇向南速度大小为,(,),解析,依据动量守恒条件可知人与雪橇系统水平方向动量守恒,，,人跳起后水平方向速度不变,，,雪橇速度仍为,v,1,。,答案,D,58/62,4.(,多项选择,),春节期间孩子们玩,“,冲天炮,”,，有一只被点燃,“,冲天炮,”,喷出气体竖直向上运动，其中有一段时间内,“,冲天炮,”,向上做匀速直线运动，在这段时间内与,“,冲天炮,”,相关,物理量将是,(,),A.,合外力为零,B.,动能不变,C.,重力不变,D.,动量值变小,解析,“,冲天炮,”,向上匀速,，,所以协力为零,，,在上升过程中喷出气体,，,则质量变小,，,即重力、动能、动量变小。,答案,AD,59/62,60/62,(1),导体棒从开始到返回底端过程中回路中产生电能,E,；,(2),导体棒从开始到顶端过程中经过导体棒,ab,电荷量。,61/62,答案,(1)7.5 J,(2)2 C,62/62,