高中物理总复习选修3-5.ppt

1、模块3-5考纲要求主主题题内内容容要求要求说明说明碰撞碰撞动量动量守恒守恒动量、动量守恒定律及其应用动量、动量守恒定律及其应用只限于一只限于一维，动量维，动量守恒定律守恒定律只要求简只要求简单应用单应用弹性碰撞和非弹性碰撞弹性碰撞和非弹性碰撞实验实验与探与探究究实验：验证动量守恒定律实验：验证动量守恒定律主主题题内内容容要求要求说明说明原子原子结构结构与原与原子核子核 氢原子光谱氢原子光谱氢原子的能级结构、能级公式氢原子的能级结构、能级公式原子核的组成、放射性、原子核原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期的衰变、半衰期放射性同位素放射性同位素核力、核反应方程核力、核反应方程结合能、质量亏损

2、结合能、质量亏损裂变反应和聚变反应、裂变反应裂变反应和聚变反应、裂变反应堆。堆。放射性的防护放射性的防护 第一章：碰撞与动量守恒第一章：碰撞与动量守恒一、动量：一、动量：1、定义：、定义：物体的质量m和速度v的乘积。定义式为：p=mv动量是描述物体运动状态的一个状态量，它动量是描述物体运动状态的一个状态量，它与时刻相对应。与时刻相对应。动量是矢量，它的方向和速度的方向相同。动量是矢量，它的方向和速度的方向相同。讨论：讨论：动量的瞬时性动量的瞬时性动量的相对性动量的相对性单位单位kgm/s(4)动量的变化量动量的变化量:运算应用平行四边形定则运算应用平行四边形定则.如果运动变化在如果运动变化在同

3、一直线，那么选定一个正方向，动量变化运同一直线，那么选定一个正方向，动量变化运算便简化为代数运算：算便简化为代数运算：p=p2-p1=mv2-mv1.例例1:一质点在水平面内以速度一质点在水平面内以速度v做匀速圆周运动，做匀速圆周运动，质点从位置质点从位置A开始，经开始，经1/2圆周，质点的动量变圆周，质点的动量变化是多少化是多少?经过经过1/4圆周圆周,动量变化又是多少动量变化又是多少?例例2、以初速度、以初速度v0平抛一个质量为平抛一个质量为m的物体，的物体，t 秒内物体的动量变化是多少？秒内物体的动量变化是多少？1 1、内容：相互作用的几个物体组成的系统，、内容：相互作用的几个物体组成的

4、系统，如果不受外力作用，或它们受到的外力之和为零如果不受外力作用，或它们受到的外力之和为零，则系统的总动量保持不变，则系统的总动量保持不变.二、动量守恒定律的理解：二、动量守恒定律的理解：（3）动量守恒是矢量式，根据考纲，动量守恒定律应动量守恒是矢量式，根据考纲，动量守恒定律应用只限于一维情况用只限于一维情况.应用时，先选定正方向，而后将矢应用时，先选定正方向，而后将矢量式化为代数式量式化为代数式.（1）动量守恒定律的研究对象是动量守恒定律的研究对象是系统系统.（2）系统系统“总动量不变总动量不变”不仅是系统初、末两个时刻不仅是系统初、末两个时刻总动量相等，而且是指系统在整个过程中任意两个时刻

5、总动量相等，而且是指系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等的总动量都相等.C C、系统某一方向不受外力或所受外力的矢量系统某一方向不受外力或所受外力的矢量和为零，或外力远小于内力，则该方向动量守和为零，或外力远小于内力，则该方向动量守恒（分动量守恒）恒（分动量守恒）.2、守恒条件、守恒条件（1）总的规则：总的规则：内力不改变系统的总动量，内力不改变系统的总动量，外力才能改变系统的总动量。外力才能改变系统的总动量。（2）分类分析：分类分析：A、系统不受外力或所受外力的矢量和为、系统不受外力或所受外力的矢量和为0.理想守恒条件理想守恒条件B、系统所受外力远小于内力。系统所受外力远小于内力。近似

6、守恒近似守恒如：碰撞或爆炸瞬间，外力可以忽略不计。如：碰撞或爆炸瞬间，外力可以忽略不计。3、表达形式、表达形式（1）p=p（系统相互作用前总动量（系统相互作用前总动量p等于相互等于相互作用后作用后总动量总动量p）；）；（2）=0(系统总动量的增量等于系统总动量的增量等于0)；（3）1=-2（两个物体组成的系统中，（两个物体组成的系统中，各自动量增量大小相等、方向相反）各自动量增量大小相等、方向相反）a.m1v1+m2v2=m1v1+m2v2(适用于作用前适用于作用前后都运动的两个物体组成的系统后都运动的两个物体组成的系统).b.0=m1v1+m2v2（适用于原来静止的两个物体（适用于原来静止的

7、两个物体组成的系统，比如爆炸、反冲、人船模型等，组成的系统，比如爆炸、反冲、人船模型等，两者速率及位移大小与各自质量成反比）两者速率及位移大小与各自质量成反比）.c.m1v1+m2v2=(m1+m2)v（适用于两物体作用（适用于两物体作用后结合在一起或具有共同速度的情况）后结合在一起或具有共同速度的情况）4、应用动量守恒定律的注意点：应用动量守恒定律的注意点：(1)注意动量守恒定律的适用条件，注意动量守恒定律的适用条件，(2)特别注意动量守恒定律的特别注意动量守恒定律的矢量性矢量性：要规定正方向，：要规定正方向，已知量跟规定正方向相同的为正值，相反的为负值，已知量跟规定正方向相同的为正值，相反

8、的为负值，求出的未知量是正值，则跟规定正方向相同，求出的未知量是正值，则跟规定正方向相同，求出的未知量是负值，则跟规定正方向相反。求出的未知量是负值，则跟规定正方向相反。(3)注意速度的注意速度的同时性同时性和和同一性同一性。同时性同时性指的是公式中的指的是公式中的v1、v2必须是相互作用前必须是相互作用前同一时刻的速度，同一时刻的速度，v1、v2必须是相互作用后同一时必须是相互作用后同一时刻的速度。刻的速度。同一性同一性指的是公式中的所有速度都是相对于同一指的是公式中的所有速度都是相对于同一参考系的速度，一般以地面为参考系。参考系的速度，一般以地面为参考系。例例1：质质量量为为M的的小小船船

9、以以速速度度V0行行驶驶，船船上上有有两两个个质质量量皆皆为为m的的小小孩孩a和和b，分分别别静静止止站站在在船船头头和和船船尾尾，现现小小孩孩a沿沿水水平平方方向向以以速速率率（相相对对于于静静止止水水面面）向向前前跃跃入入水水中中，然然后后小小孩孩b沿沿水水平平方方向向以以同同一一速速率率（相相对对于于静静止止水水面面）向向后后跃跃入入水水中中.求求小小孩孩b跃跃出出后后小小船船的的速速度度?解：解：设小孩设小孩b跃出后小船向前行驶的速度为跃出后小船向前行驶的速度为V，根据动量守恒定律，有根据动量守恒定律，有 火火车车机机车车拉拉着着一一列列车车厢厢以以v v0 0速速度度在在平平直直轨轨

10、道道上上匀匀速速前前进进，在在某某一一时时刻刻，最最后后一一节节质质量量为为m的的车车厢厢与与前前面面的的列列车车脱脱钩钩，脱脱钩钩后后该该车车厢厢在在轨轨道道上上滑滑行行一一段段距距离离后后停停止止，机机车车和和前前面面车车厢厢的的总总质质量量M不不变变设设机机车车牵牵引引力力不不变变，列列车车所所受受运运动动阻阻力力与与其其重重力力成成正正比比，与与其其速速度度无无关关。则则当当脱脱离离了了列列车车的的最最后后一一节节车车厢厢停停止止运运动动的的瞬瞬间间，前前面面机机车车和和列列车车的的速速度度大大小小等于等于 。例例2：解：解：由于系统由于系统(mM)的合外力始终为的合外力始终为0，由动

11、量守恒定律由动量守恒定律(mM)v0=MVV=(mM)v0/M(mM)v0/M有一质量为有一质量为m20kg的物体，以水平速度的物体，以水平速度v5m/s的速度滑上静止在光滑水平面上的小车，小车质量为的速度滑上静止在光滑水平面上的小车，小车质量为M80kg，物体在小车上滑行距离，物体在小车上滑行距离L4m后相对小车静后相对小车静止。求：止。求：（1）物体与小车间的滑动摩擦系数。）物体与小车间的滑动摩擦系数。（2）物体相对小车滑行的时间内，小车在地面上运动）物体相对小车滑行的时间内，小车在地面上运动的距离。的距离。例例3解：解：画出运动示意图如图示画出运动示意图如图示vmMVmMLS由动量守恒定

12、律（由动量守恒定律（m+M)V=mvV=1m/s由能量守恒定律由能量守恒定律 mgL=1/2mv2-1/2（m+M)V2=0.25对小车对小车mgS=1/2MV2S=0.8m练习练习1.1.质量为质量为M M的原子核，原来处于静止状态，当它以速度的原子核，原来处于静止状态，当它以速度v v放出一个质量为放出一个质量为m m的粒子时，剩余部分速度是（的粒子时，剩余部分速度是（）A.mv/(M-m)B.-mv/(M-m)A.mv/(M-m)B.-mv/(M-m)C.mv/(M+m)D.-mv/(M+m)C.mv/(M+m)D.-mv/(M+m)B2.2.总质量为总质量为M M的列车以匀速率的列车以

13、匀速率v v0 0在平直的轨道上行驶，在平直的轨道上行驶，各车厢受的阻力都是车重的各车厢受的阻力都是车重的k k倍，与车速无关倍，与车速无关.某时刻列某时刻列车后面重量为车后面重量为m m的车厢脱了钩而机车的牵引力未变，问的车厢脱了钩而机车的牵引力未变，问脱钩的车厢刚停下的瞬间，前面列车的速度为多少？脱钩的车厢刚停下的瞬间，前面列车的速度为多少？3.3.把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪沿水平方向发射一颗子弹，关于枪、弹、车，下列上，枪沿水平方向发射一颗子弹，关于枪、弹、车，下列说法正确的是说法正确的是()()A.A.枪和弹组

14、成的系统动量守恒枪和弹组成的系统动量守恒 B.B.枪和车组成的系统动量守恒枪和车组成的系统动量守恒 C.C.枪、弹、车三者组成的系统，因为枪弹和枪筒之间的枪、弹、车三者组成的系统，因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可以忽略不计，系摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可以忽略不计，系统动量近似守恒统动量近似守恒.D.D.三者组成的系统动量守恒，因为系统只受重力和地面三者组成的系统动量守恒，因为系统只受重力和地面的支持力这两个力作用，这两个力的和为零的支持力这两个力作用，这两个力的和为零.D4.4.如图所示，在光滑水平面上放置如图所示，在光滑水平面上放置A A、B B两个物体，两

15、个物体，其中其中B B物体与一个质量不计的弹簧相连且静止在水物体与一个质量不计的弹簧相连且静止在水平面上，平面上，A A物体质量是物体质量是m m，以速度，以速度v v0 0逼近物体逼近物体B B，并，并开始压缩弹簧，在弹簧被压缩过程中开始压缩弹簧，在弹簧被压缩过程中()()DA.在任意时刻，在任意时刻，A、B组成的系统动量相等，都是组成的系统动量相等，都是mv0B.任意一段时间内，两物体所受冲量大小相等任意一段时间内，两物体所受冲量大小相等.C.在把弹簧压缩到最短过程中，在把弹簧压缩到最短过程中，A物体动量减少，物体动量减少，B物体动量增加物体动量增加.D.当弹簧压缩量最大时，当弹簧压缩量最

16、大时，A、B两物体的速度大小相等两物体的速度大小相等一、碰撞：一、碰撞：1、定义：两个物体在极短时间内发生相互、定义：两个物体在极短时间内发生相互作用，这种情况称为碰撞作用，这种情况称为碰撞。2、特点：、特点：3、分类：、分类：由于作用时间极短，一般都满足内力远由于作用时间极短，一般都满足内力远大于外力，所以可以认为系统的动量守恒。大于外力，所以可以认为系统的动量守恒。弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞三种。碰撞三种。4、过程分析：、过程分析：V1两者速度两者速度相同相同v弹簧恢复原长弹簧恢复原长地面光滑，系统在全过程中动量守恒，进行地面光滑，系统在全过程中动量守恒，进行机械能的变化分析？机械能的变化分析？系统系统动能减少全部转化为弹性势能动能减少全部转化为弹性势能动能减少，弹性势能增加。动能减少，弹性势能增加。状态状态动能最小而弹性势能最大动能最小而弹性势能最大状态状态弹性势能减少全部转化为动能弹性势能减少全部转化为动能因此因此、状态系统动能相等状态系统动能相等这种碰撞叫做弹性碰撞这种碰撞叫做弹性碰撞（2）弹簧不是完全弹性的）弹簧不是完全弹性的系统动