2014新坐标物理一轮复习课件-选修3-5 1

固 考 基 · 教 材 回 扣
析 考 点 · 重 难 突 破
菜单
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练 考 题 · 随 堂 自 测
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第1讲 动量守恒定律及其应用
固
考
基
·
教
材 回 扣
练
1.动量 (1)定义：运动物体的质量和 速度 的乘积叫做物体的动
考 题 ·
析 考
量，通常用p来表示．
随 堂
点 ·
(2)表达式：p＝ mv .
实验的主要步骤：
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水
固
考 基
平；
· 教
②向气垫导轨通入压缩空气；
材
回 ③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，
扣
将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调
练 考 题 ·
析
随
考 节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终 堂
点
教 材
位置N.如图13－1－5所示．
回
扣
练 考 题
·
析
随
考
堂
点
自
·
测
重
难
突
破
菜单
固 考 基 · 教 材 回 扣
析 考 点 · 重 难 突 破
菜单
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练 考 题 · 随 堂 自 测
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(2012·辽宁模拟)某同学利用打点计时器和气垫导轨
做验证动量守恒定律的实验．气垫导轨装置如图13－1－6(a)
固 木块A、B、C，质量分别为mA＝3m、mB＝mC＝m，开始时
考 基
B、C均静止，A以初速度v0向右运动，A与B碰撞后分开，B
· 教
又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不
材 回
变．求B与C碰撞前B的速度大小．
扣
练 考 题
·
析
随
考
堂
点
自
·
测
重
难
突
破
菜单
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【解析】 设 A 与 B 碰撞后，A 的速度为 v A，B 与 C
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2．(2011·福建高考)在光滑水平面上，一质量为m、速度
固 考
大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后，A球的速度方
基
· 向与碰撞前相反．则碰撞后B球的速度大小可能是( )
教
材 回
A．0.6v
扣 C．0.3v
B．0.4v D．0.2v
练 考 题
·
析
随
考 点
【解析】 根据动量守恒定律得：mv ＝2mv B－mv A
2 A
扣
练 考 题
析
解得 v m＝2 m/s.
· 随
考
堂
点
自
· 【答案】 (1)6 J (2)2 m/s
测
重
难
突
破
菜单
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固 1.方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验
考
基 ·
(1)测质量：用天平测出滑块质量．
教 材
(2)安装：正确安装好气垫导轨．
回
扣 (3)实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑
固 所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组
考 基
成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，
· 教
向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使
材 滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨
回 扣
之间的摩擦而引起的误差．
练 考 题
·
析
随
考
堂
点
自
·
测
重
难
突 破
菜单
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由滚下，重复10次．用圆规画尽量小的圆把所有的小球落
点圈在里面，圆心P就是小球落点的平均位置．
菜单
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(5)把被撞小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽同一高度自
固 由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次．用步骤(4)的方法，
考 基
标出碰后入射小球落点的平均位置M和被碰小球落点的平均
·
堂 自
· 重 难
化简可得，v A＝2v B－v ，因 v A>0，所以 v B>v2，故只有 A
测
突 破
项正确．
【答案】 A
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固
考
基 ·
1.动量守恒的适用对象和条件
教 材
(1)研究对象：相互作用的物体组成的系统．
回
扣 (2)守恒条件
练 考 题
析
①理想守恒：系统不受外力或所受外力的矢量和为零，
·
教 材
用的过程中系统的动能 增大
，且常伴有其他形式能向动
回 扣
能的转化．
练 考 题
析 3．爆炸问题
· 随
考
堂
点 ·
爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用力很大，且远大于系
自 测
重 难
统所受的外力，所以系统动量 守恒
，爆炸过程中位移很
突
破 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．
菜单
【针对训练】
碰撞后两球都沿速度 v 1 的方向运动．
③当质量小的球碰质量大的球时，v ′1＜0，v ′2＞0，
碰撞后质量小的球被反弹回来．
菜单
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(2012·铜川一模)如图13－1－3所示，质量分别为1 kg、
3 kg的滑块A、B位于光滑水平面上，现使滑块A以4 m/s的
固 考
速度向右运动，与左侧连有轻弹簧的滑块B发生碰撞．求二
碰撞前 B 的速度为 v B，B 与 C 碰撞后粘在一起的速度为 v ，
固 由动量守恒定律得
考 基
对 A、B 木块：mAv 0＝mAv A＋mBv B①
· 教
对 B、C 木块：mBv B＝(mB＋mC)v ②
材 回
由 A 与 B 间的距离保持不变可知
扣
v A＝v ③
练 考 题
析
联立①②③式，代入数据得
自 测
重 (3)单位： kg·m/s .
难 突
(4)标矢性：动量是矢量，其方向和 速度 方向相同．
破 2．动量守恒定律
(1)内容：如果一个系统 不受外力 ，
或者 所受外力的矢量和为0 ，这个系统的总动量保持不
变，这就是动量守恒定律．
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(2)表达式
①p＝ p′
固 考
的总动量p′.
自
· 重
在水平方向；
测
难 突
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
破
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；
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回 扣
1 2m1v
21＝12m1v
′12＋12m2v
′22
练 考 题 ·
析 考 点
解得：v ′1＝mm1－1＋mm22v 1，v ′2＝m21m＋1vm12
随 堂 自
· 重
2．结论：①当两球质量相等时，v ′1＝0，v ′2＝v 1，两 测
难 突
球碰撞后交换了速度．
破
②当质量大的球碰质量小的球时，v ′1＞0，v ′2＞0，
基 ·
(3)实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相
教 材
碰．
回
扣 (4)测速度：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前
练 考 题
析 对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞
· 随
考 点
后对应小球的速度．
堂 自
·
测
重 (5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验．
难
突 (6)验证：一维碰撞中的动量守恒．
扣 碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车连接成一体运动．
练 考 题
析
பைடு நூலகம்
(4)测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由 v ＝
· 随
考 点 ·
ΔΔxt 算出速度．
堂 自 测
重 难
(5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验．
突 破
(6)验证：一维碰撞中的动量守恒．
菜单
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4．方案四：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律
练 考 题
·
析 (3)分类
随
考
堂
点
自
· 重
动量是否守恒 机械能是否守恒
测
难
突 破
弹性碰撞
守恒
守恒
非完全弹性碰撞
守恒
有损失
完全非弹性碰撞
守恒
损失最大 .
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2.反冲现象
固 在某些情况下，原来系统内物体具有相同的速度，发生相
考 基
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
扣 B．若小车向左运动，A的动量一定比B的小
练 考 题
析 C．若小车向左运动，A的动量一定比B的大
· 随
考 点
D．若小车向右运动，A的动量一定比B的大
堂 自
·
测
重 【解析】 根据动量守恒可知，若小车不动，两人的动
难 突
量大小一定相等，因不知两人的质量，故选项A是错误
破 的．若小车向左运动，A的动量一定比B的大，故选项B是
自 测
弹簧的最大弹性势能即滑块 A、B 损失的动能
Epm＝12mAv 20－12(mA＋mB)v 2＝6 J.
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(2)当弹簧恢复原长时，滑块 B 获得最大速度，
由动量守恒和能量守恒得
固
考 基
mAv 0＝mAv A＋mBv m
·
教 材 回
1 2mAv
20＝12mBv
2m＋12mAv
测
难 突
量．
破 (5)普适性：动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成
的系统，而且适用于接近光速运动的微观粒子组成的系
统．
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固 考 基 · 教 材 回 扣
析 考 点 · 重 难 突 破
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练 考 题 · 随 堂 自 测
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(2012·山东高考)如图13－1－2光滑水平轨道上有三个
堂 自
· 重 难
(1)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 平衡 状态．
测
突 破
(2)近似适用条件：系统内各物体间相互作用的
内力 远大于 它所受到的外力．
(3)如果系统在某一方向上所受外力的合力为零， 则系统 在这一方向上 动量守恒．
菜单
固 考 基 · 教 材 回 扣
固 (1)用天平测出两小球的质量，
考 基
并选定质量大的小球为入射小球．
·
教 材
(2)按照如图13－1－4所示安装
回 扣
实验装置，调整固定斜槽使
练 考 题
析 斜槽底端水平．
· 随
考
堂
点 ·
(3)白纸在下，复写纸在上，
自 测
重 难
在适当位置铺放好．记下重垂线所指的位置O.
突
破 (4)不放被撞小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自
，系统相互作用前总动量p等于相互作用后
基 ·
②m1v1＋m2v2＝ m1v′1＋m2v′2
，相互作用的两个
教 物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和．
材 回 扣
③Δp1＝ 反向．
－Δp2 ，相互作用的两个物体动量的增量等大
练 考
题
析 ④Δp＝ 0 ，系统总动量的增量为零．
· 随
考 点
3．动量守恒定律的适用条件
错误的、选项C是正确的．若小车向右运动，A的动量一定
比B的小，故选项D是错误的．
【答案】 C
菜单
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固 1.碰撞
考 基
(1)概念：碰撞是指物体间的相互作用持续时间 很短 ，而
· 物体间相互作用力 很大 的现象．
教
材 回
(2)特点：在碰撞现象中，一般都满足内力 远大于 外力，
扣 可认为相互碰撞的系统动量守恒．
· 随
考 点
则系统动量守恒．
堂 自
· 重
②近似守恒：系统受到的外力矢量和不为零，但当内力
测
难
突 远大于外力时，系统的动量可近似看成守恒．
破
③分方向守恒：系统在某个方向上所受外力矢量和为零
时，系统在该方向上动量守恒．
菜单
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2．动量守恒定律的“五性”
(1)矢量性：速度、动量均是矢量，因此列式时，要规定
固 考
正方向．
基 ·
(2)相对性：动量守恒定律方程中的动量必须是相对于同
教 材 回 扣
一惯性参考系． (3)系统性：动量守恒是针对满足守恒条件的系统而言的
练 考 题
析 ，系统改变，动量不一定满足守恒．
· 随
考 点
(4)同时性：动量守恒定律方程等号左侧表示的是作用前
堂 自
· 重
同一时刻的总动量，右侧则表示作用后同一时刻的总动
· 随
考 点 ·
v B＝65v 0.④
堂 自 测
重
难
突 破
【答案】
6 5v 0
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1.求解：两球发生弹性碰撞时应满足动量守恒和动能守
固 考
恒．以质量为 m1、速度为 v 1 的小球与质量为 m2 的静止小球
基 ·
发生正面弹性碰撞为例，则有
教 材
m1v 1＝m1v ′1＋m2v ′2
基 ·
者在发生碰撞的过程中．
教 材
(1)弹簧的最大弹性势能；
回 扣
(2)滑块B的最大速度．
练 考 题
析
【解析】 (1)当弹簧压缩最短时，弹簧的弹性势能最大，
· 随
考 此时滑块 A、B 同速．
堂
点 · 重 难 突 破
由动量守恒定律得 mAv 0＝(mA＋mB)v 解得 v ＝mmA＋Avm0 B＝11× ＋43 m/s＝1 m/s
练 考 题
·
析 考
块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量．②改
随 堂
点
自
· 重
变滑块的初速度大小和方向)．
测
难
突 (4)验证：一维碰撞中的动量守恒．
破
菜单
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2．方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验
(1)测质量：用天平测出两小球的质量m1、m2.
固 考
(2)安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来．
破
菜单
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3．方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验
(1)测质量：用天平测出两小车的质量．
固
(2)安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸
考 基
带穿过打点计时器，连在小车的后面，在两小车的碰撞端分
· 教
别装上撞针和橡皮泥．
材 回
(3)实验：接通电源，让小车 A 运动，小车 B 静止，两车
析 考 点 · 重 难 突 破
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练 考 题 · 随 堂 自 测
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