高考物理模块整合讲义

模块整合

一、动量守恒定律解题应注意的问题

1．知识特点

(1)矢量性：动量、动量守恒定律均具有矢量性．

(2)广泛性：动量守恒定律，不仅适用于低速、宏观的物体，还适用于高速、微观的粒子．

(3)综合性：动量守恒定律与能量问题一起组成力学综合题，和电场、磁场、核反应结合成力电综合题．

2．由于动量守恒定律的研究对象是相互作用的物体构成的系统，题目所描述的物理过程往往较多且较为复杂，因此首先必须明确选哪些物体为一系统，在哪个过程中应用动量守恒，是否满足动量守恒的条件，然后再用简洁的语言或数学公式把物理过程、物理条件表达出来．

在解决实际问题时，要注意选用合适的模型，如人船模型、碰撞模型、子弹打击木块及物块在木板上滑行的模型，提高综合分析问题的能力和对实际问题抽象简化的能力．

3．碰撞问题是应用动量守恒定律的重头戏，既有定量计算的难题，也有定性分析判断的活题．要牢固掌握两球碰撞后可能状态判断的依据，即：(1)碰撞前后应符合系统动量守恒．(2)碰撞后的总动能应不大于碰撞前的总动能．(3)所给碰撞后两球的位置和状态应符合实际．如：后球不应超越前球；两球动量的变化(含方向)应符合作用规律等．对导出式E k＝要能够熟练地应用．

[例1]如图所示，一质量为m1的小物块A从距水平面高为h的光滑弯曲坡道顶端由静止

滑下，然后进入水平面上的滑道(它与弯曲坡道相切)．为使A制动，将轻质弹簧的一端固定在水平滑道左端的墙壁上M处，另一端与质量为m2的挡板B相连，整个弹簧处于水平，

当弹簧处于原长时，B恰好位于滑道上的O点，已知A与B碰撞时间极短，碰后一起共同压缩弹簧(但不粘连)，最大压缩量为d，在水平面的OM段A、B与地面间的动摩擦因数均为μ，ON段光滑，重力加速度为g，弹簧处于原长时弹性势能为零．求：

(1)物块A在与挡板B碰撞前的瞬时速率v；

(2)弹簧最大压缩量为d时的弹性势能E p；

(3)若物体A能反弹回坡道上，求反弹的最大高度H.

[解析](1)A下降过程中只有重力做功，机械能守恒

(2)A、B碰撞过程中，动量守恒，设碰后速度为v1

m1v＝(m1＋m2)v1③

A、B压缩弹簧过程中，由功能关系

μ(m1＋m2)gd＋E p＝(m1＋m2)④

解③④可得：E p＝－μ(m1＋m2)gd.⑤

A离开B沿斜面上升，机械能守恒

二、近代物理学问题的处理

1．实验法：研究物理学的重要手段，近代物理中的很多物理规律都是通过实验获取的．2．假设法：通过对物理实验现象的观察和研究提出假说解释现象，这是物理研究的重要思维方法，如光子说、原子核式结构学说、轨道量子化假设等．假说必须有一定的实验和理论依据，并能成功地解释一些物理现象．3．辩证思想：在宏观世界中波是波，粒是粒，而在微观世界中，光既具有粒子性又具有波动性，是辩证统一的而不是一对矛盾．玻尔模

型成功的解释了氢原子线状光谱的形成；而原子吸收高能量光子后又可电离(光电效应)；物体的质量和能量之间存在着简单的正比关系——要用辨证的观点看问题．

4．模型法、类比法：光子、物质波、原子核式结构、玻尔模型、原子核(质子、中子)等物理微观模型不能直接看到，需要在头脑中构建一个模型来替代，同时，也要注意与宏观模型的类比，如玻尔模型与人造卫星的圆周运动模型相类比，有很多类似规律，但要注意宏观世界与微观世界的区别．

5．守恒思想：核反应过程中质量数、电荷数守恒；动量守恒定律对宏观世界和微观世界都是成立的；核反应前后的总能量(含核能)也是守恒的．

[例2]一个静止的氮核N俘获一个速度为2.3×107m/s的中子生成一个复核A，A又衰变成B、C两个新核．设B、C的速度方向与中子速度方向相同，B的质量是中子的11倍，速度是106m/s，B、C在同一匀强磁场中做圆周运动的半径比为R B R C＝1130.求：

(1)C核的速度大小；

(2)根据计算判断C核是什么核；

(3)写出核反应方程．

[解析](1)设中子的质量为m，则氮核的质量为14m，B核的质量为11m，C核的质量为4m，

根据动量守恒可得m v0＝11m v B＋4m v C，

代入数据解得v C＝3×106m/s.

(2)根据带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径公式

又q C＋q B＝7e

解得q C＝2e，q B＝5e，所以C核为He.

(3)核反应方程为

[答案](1)3×106m/s