《導(dǎo)學(xué)教程》物理(新課標(biāo)版)配套課件選修3-5第一章

1、選修3-5第一章 動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用【2014高考備考導(dǎo)航】考點(diǎn)考綱要求考查角度1動(dòng)量、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的理解及應(yīng)用；彈性碰撞和非彈性碰撞的特點(diǎn)及應(yīng)用；動(dòng)量守恒與能量守恒的簡(jiǎn)單結(jié)合問(wèn)題2彈性碰撞和非彈性碰撞3實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律一、動(dòng)量【知識(shí)梳理】1定義：物體的 和 的乘積叫做動(dòng)量通常用p來(lái)表示2定義式：p .3矢標(biāo)性：矢量，其方向與 的方向相同4單位：千克米每秒，符號(hào) .抓綱扣本落實(shí)基礎(chǔ)質(zhì)量速度mv速度kgm/s【自主檢測(cè)】1對(duì)質(zhì)量一定的物體，下列說(shuō)法正確的是A若動(dòng)能發(fā)生變化，則動(dòng)量必定變化B若動(dòng)量發(fā)生變化，則動(dòng)能必定變化C若物體所受的合外力不為零，其動(dòng)能一定變化D若物體

2、所受的合外力不為零，其動(dòng)量一定變化答案AD二、動(dòng)量守恒定律【知識(shí)梳理】1內(nèi)容：如果一個(gè)系統(tǒng) ，或者所受外力的_，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變2表達(dá)式：用p1、p2表示作用前的動(dòng)量，p1、p2表示作用后的動(dòng)量，則有： 或m1v1m2v2 .3適用范圍：不但適用于宏觀低速運(yùn)動(dòng)的物體，而且還適用于微觀粒子不受外力矢量和為零p1p2p1p2m1v1m2v2【自主檢測(cè)】2(2012福建理綜)如圖11所示，質(zhì)量為M的小船在靜止水面上以速率v0向右勻速行駛，一質(zhì)量為m的救生員站在船尾，相對(duì)小船靜止若救生員以相對(duì)水面速率v水平向左躍入水中，則救生員躍出后小船的速率為_(kāi)(填選項(xiàng)前的字母)答案C三、碰撞【知識(shí)梳理】1

3、碰撞(1)概念：碰撞是指物體間的相互作用持續(xù)時(shí)間很短，而物體間相互作用力 的現(xiàn)象(2)特點(diǎn)：在碰撞現(xiàn)象中，一般都滿足內(nèi)力_外力，可認(rèn)為系統(tǒng)的動(dòng)量守恒很大遠(yuǎn)大于2碰撞的種類及特點(diǎn)分類標(biāo)準(zhǔn)種類特點(diǎn)能量是否守恒彈性碰撞動(dòng)量 ，機(jī)械能_非彈性碰撞動(dòng)量 ，機(jī)械能_完全非彈性碰撞動(dòng)量 ，機(jī)械能損失_碰撞前后動(dòng)量是否共線對(duì)心碰撞(正碰)碰撞前后速度共線動(dòng)量守恒，機(jī)械能不一定守恒非對(duì)心碰撞(斜碰)碰撞前后速度不共線動(dòng)量守恒，機(jī)械能不一定守恒守恒守恒守恒有損失守恒最大【自主檢測(cè)】3在光滑水平面上，一質(zhì)量為m、速度大小為v的A球與質(zhì)量為2m靜止的B球碰撞后，A球的速度方向與碰撞前相反則碰撞后B球的速度大小可能是_

4、(填選項(xiàng)前的字母)A0.6v B0.4vC0.3v D0.2v答案A【學(xué)有所得】因?yàn)榕鲎策^(guò)程中內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，故無(wú)論哪種碰撞，碰撞前后的總動(dòng)量都是守恒的，但機(jī)械能不一定守恒四、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律【知識(shí)梳理】1方案一：利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)(1)測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出滑塊質(zhì)量(2)安裝：正確安裝好氣墊導(dǎo)軌(3)實(shí)驗(yàn)：接通電源，利用配套的光電計(jì)時(shí)裝置測(cè)出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速度(改變滑塊的質(zhì)量改變滑塊的初速度大小和方向)(4)驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒2方案二：利用等長(zhǎng)懸線懸掛等大小球完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)(1)測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出兩小球的質(zhì)量m1、m2.(2)安裝：把兩個(gè)等大小球用等長(zhǎng)懸線

5、懸掛起來(lái)(3)實(shí)驗(yàn)：一個(gè)小球靜止，拉起另一個(gè)小球，放下時(shí)它們相碰(4)測(cè)速度：可以測(cè)量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對(duì)應(yīng)小球的速度，測(cè)量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對(duì)應(yīng)小球的速度(5)改變條件：改變碰撞條件，重復(fù)實(shí)驗(yàn)(6)驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒4方案四：利用斜槽上滾下的小球驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律(1)用天平測(cè)出兩小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球?yàn)槿肷湫∏?2)按照?qǐng)D12所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置，調(diào)整固定斜槽使斜槽底端水平(3)白紙?jiān)谙?，?fù)寫紙?jiān)谏?，在適當(dāng)位置鋪放好記下重垂線所指的位置O.(4)不放被撞小球，讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復(fù)10次用圓規(guī)畫盡量小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面圓

6、心P就是小球落點(diǎn)的平均位置(5)把被撞小球放在斜槽末端，讓入射小球從斜槽同一高度自由滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次用步驟4的方法標(biāo)出碰后入射小球落點(diǎn)的平均位置M和被碰小球落點(diǎn)的平均位置N.如圖13所示【自主檢測(cè)】4某同學(xué)用如圖14甲所示的裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球(mAmB)的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律圖甲中PQ是斜槽，QR為水平槽實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開(kāi)始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開(kāi)始滾下，和B球碰撞后，A、B兩球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡重復(fù)這種操

7、作10次圖甲中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)B球落點(diǎn)痕跡如圖乙所示，其中米尺水平位置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取_ cm；(2)在以下選項(xiàng)中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量？答：_.(填選項(xiàng)字母)A水平槽上未放B球時(shí)，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離BA球與B球碰撞后，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離C測(cè)量A球或B球的直徑D測(cè)量A球和B球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比)E測(cè)量O點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度答案(1)64.7(64.564.9均可)(2)ABD【考點(diǎn)解讀】1守恒條件(1)理想守恒：系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零，則系統(tǒng)動(dòng)量守恒(2)近似守

8、恒：系統(tǒng)受到的合力不為零，但當(dāng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時(shí)，系統(tǒng)的動(dòng)量可近似看成守恒(3)分方向守恒：系統(tǒng)在某個(gè)方向上所受合力為零時(shí)，系統(tǒng)在該方向上動(dòng)量守恒剖題探法突破考點(diǎn)考點(diǎn)一動(dòng)量守恒定律的理解及應(yīng)用2三種常見(jiàn)表達(dá)式(1)pp(系統(tǒng)相互作用前的總動(dòng)量p等于相互作用后的總動(dòng)量p)實(shí)際應(yīng)用時(shí)的三種常見(jiàn)形式：m1v1m2v2m1v1m2v2(適用于作用前后都運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng))0m1v1m2v2(適用于原來(lái)靜止的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，比如爆炸、反沖等，兩者速率及位移大小與各自質(zhì)量成反比)m1v1m2v2(m1m2)v(適用于兩物體作用后結(jié)合為一體或具有相同速度的情況，完全非彈性碰撞)(2)p0(系統(tǒng)總動(dòng)量

9、不變)(3)p1p2(相互作用的兩物體組成的系統(tǒng)，兩物體動(dòng)量增量大小相等、方向相反)【典例剖析】例1(2011山東理綜)如圖15所示，甲、乙兩船的總質(zhì)量(包括船、人和貨物)分別為10m、12m，兩船沿同一直線同一方向運(yùn)動(dòng)，速度分別為2v0、v0.為避免兩船相撞，乙船上的人將一質(zhì)量為m的貨物沿水平方向拋向甲船，甲船上的人將貨物接住，求拋出貨物的最小速度(不計(jì)水的阻力)審題提示兩船恰不相撞的條件是：乙船上的人將貨物拋出被甲船上的人接住后，甲、乙兩船具有相同速度解析設(shè)乙船上的人拋出貨物的最小速度大小為vmin，拋出貨物后船的速度為v1，甲船上的人接到貨物后船的速度為v2，由動(dòng)量守恒定律得12mv01

10、1mv1mvmin 10m2v0mvmin11mv2為避免兩船相撞應(yīng)滿足v1v2聯(lián)立式得vmin4v0.答案4v0規(guī)律總結(jié)應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題的步驟：(1)明確研究對(duì)象，確定系統(tǒng)的組成(系統(tǒng)包括哪幾個(gè)物體及研究的過(guò)程)；(2)進(jìn)行受力分析，判斷系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒(或某一方向上動(dòng)量是否守恒)；(3)規(guī)定正方向，確定初、末狀態(tài)動(dòng)量；(4)由動(dòng)量守恒定律列出方程；(5)代入數(shù)據(jù)，求出結(jié)果，必要時(shí)討論說(shuō)明【跟蹤訓(xùn)練】1(2013銀川模擬)如圖16所示，光滑水平軌道上有三個(gè)木塊A、B、C，質(zhì)量分別為mA3m、mBmCm，開(kāi)始時(shí)B、C均靜止，A以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，A與B碰撞后分開(kāi)，B又與C發(fā)生碰撞并粘在一

11、起，此后A與B間的距離保持不變求B與C碰撞前B的速度大小【考點(diǎn)解讀】1碰撞現(xiàn)象滿足的三個(gè)規(guī)律(1)動(dòng)量守恒(2)動(dòng)能不能增加(3)速度要符合實(shí)際的物理情境例如碰撞后若兩物體向同一方向運(yùn)動(dòng)，則前面物體的速度要大于后面物體的速度2兩種碰撞的規(guī)律(1)彈性碰撞：兩球發(fā)生彈性碰撞時(shí)應(yīng)滿足動(dòng)量守恒和動(dòng)能守恒以質(zhì)量為m1、速度為v1的小球與質(zhì)量為m2的靜止小球發(fā)生彈性碰撞為例，則有m1v1m1v1m2v2，考點(diǎn)二碰撞規(guī)律的理解及應(yīng)用【典例剖析】例2(2012課標(biāo)全國(guó)理綜)如圖17所示，小球a、b用等長(zhǎng)細(xì)線懸掛于同一固定點(diǎn)O.讓球a靜止下垂，將球b向右拉起，使細(xì)線水平從靜止釋放球b，兩球碰后粘在一起向左擺動(dòng)

12、，此后細(xì)線與豎直方向之間的最大偏角為60.忽略空氣阻力，求：(1)兩球a、b的質(zhì)量之比；(2)兩球在碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能與球b在碰前的最大動(dòng)能之比特別提醒碰撞過(guò)程一定滿足動(dòng)量守恒，只有彈性碰撞機(jī)械能才守恒【跟蹤訓(xùn)練】2(2013福州一中月考)如圖18所示，大小相同的擺球a和b的質(zhì)量分別為m和3m，擺長(zhǎng)相同，并排懸掛，平衡時(shí)兩球剛好接觸現(xiàn)將擺球a 向左拉開(kāi)一小角度后釋放若兩球的碰撞是彈性的，下列判斷正確的是 A第一次碰撞后的瞬間，兩球的速度大小相等B第一次碰撞后的瞬間，兩球的動(dòng)量大小相等C第一次碰撞后的瞬間，兩球的動(dòng)能相同D第一次碰撞后，兩球的最大擺角相同答案AD【典例剖析】例3(2011課標(biāo)

13、全國(guó)理綜)如圖19所示，A、B、C三個(gè)木塊的質(zhì)量均為m，置于光滑的水平桌面上，B、C之間有一輕質(zhì)彈簧，彈簧的兩端與木塊接觸而不固連將彈簧壓緊到不能再壓縮時(shí)用細(xì)線把B和C緊連，使彈簧不能伸展，以至于B、C可視為一個(gè)整體現(xiàn)A以初速度v0沿B、C的連線方向朝B運(yùn)動(dòng)，與B相碰并粘合在一起以后細(xì)線突然斷開(kāi)，彈簧伸展，從而使C與A、B分離已知C離開(kāi)彈簧后的速度恰為v0.求彈簧釋放的勢(shì)能考點(diǎn)三動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律的綜合應(yīng)用解析設(shè)碰后A、B和C的共同速度的大小為v，由動(dòng)量守恒定律得3mvmv0設(shè)C離開(kāi)彈簧時(shí)，A、B的速度大小為v1，由動(dòng)量守恒定律得3mv2mv1mv0規(guī)律總結(jié)解答此類問(wèn)題的一般思路：(1

14、)首先選擇研究的系統(tǒng)和研究的過(guò)程；(2)確定初、末狀態(tài)的動(dòng)量，并列出動(dòng)量守恒方程；(3)分析研究過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化情況，并列出能量守恒方程；(4)解方程并分析結(jié)果的合理性【跟蹤訓(xùn)練】3(2013黃岡中學(xué)質(zhì)檢)如圖110所示，光滑水平面上有質(zhì)量均為m的物塊A和B，B上固定一輕彈簧B靜止，A以速度v0水平向右運(yùn)動(dòng)，通過(guò)彈簧與B發(fā)生作用作用過(guò)程中，彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能Ep為答案C1如圖111所示，一個(gè)木箱原來(lái)靜止在光滑水平面上，木箱內(nèi)粗糙的底板上放著一個(gè)小木塊木箱和小木塊都具有一定的質(zhì)量現(xiàn)使木箱獲得一個(gè)向右的初速度v0，則基礎(chǔ)鞏固達(dá)標(biāo)訓(xùn)練技能過(guò)關(guān)A小木塊和木箱最終都將靜止B小木塊最終將相對(duì)木箱靜止，

15、二者一起向右運(yùn)動(dòng)C小木塊在木箱內(nèi)將始終來(lái)回往復(fù)碰撞，而木箱一直向右運(yùn)動(dòng)D如果小木塊與木箱的左壁碰撞后相對(duì)木箱靜止，則二者將一起向左運(yùn)動(dòng)解析因系統(tǒng)所受合外力為零，根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒可知最終兩個(gè)物體以相同的速度一起向右運(yùn)動(dòng)故B正確，A、C、D錯(cuò)誤答案B2一炮艇總質(zhì)量為M，以速度v0勻速行駛，從艇上以相對(duì)海岸的水平速度v沿前進(jìn)方向射出一質(zhì)量為m的炮彈，發(fā)射炮彈后艇的速度為v，若不計(jì)水的阻力，則下列各關(guān)系式中正確的是AMv0(Mm)vmvBMv0(Mm)vm(vv0)CMv0(Mm)vm(vv)DMv0Mvmv解析根據(jù)動(dòng)量守恒定律，可得Mv0(Mm)vmv.答案A3如圖112所示，光滑水平直軌道上有三個(gè)滑塊A、B、C，質(zhì)量分別為mAmC2m，mBm，A、B用細(xì)繩連接，中間有一壓縮的輕彈簧(彈簧與滑塊不拴接)開(kāi)始時(shí)A、B以共同速度v0運(yùn)動(dòng)，C靜止某時(shí)刻細(xì)繩突然斷開(kāi)，A、B被彈開(kāi)，然后B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起，最終三滑塊速度恰好相同求B與C碰撞前B的速度4(2013瓊海模擬)如圖113所示，木塊A質(zhì)量mA1 kg，足夠長(zhǎng)的木板B質(zhì)量mB4 kg，質(zhì)量為mC4 kg的木塊C靜置于