（课堂新坐标）2016年高三物理一轮复习第十三章动量守恒近代物理 教师用书第13章

（课堂新坐标）2016年高三物理一轮复习第十三章动量守恒近代物理 教师用书第13章内容摘要：

1、必须掌握的概念、公式或规律 必须理解的 7 个关键点 必须明确的 7 重要概念动量冲量弹性碰撞非弹性碰撞反冲现象光电效应现象能级基态激发态跃迁衰变系统在整个过程中任意时刻的总动量均相等物体的速度必须是相对同一参考系的公式pIp m 2v2m 1v 1m 2v 2 mE n 12EE N 余 N 原(12)取决于光强，而取决于光的频率电子迁、轨道三方面的内容玻尔理论能很好地解释氢原子光谱是一种概率波”也包括不可见光规律动量定理动量守恒定律光电效应规律玻尔理论少数的原子核不适用 1 节动量定理动量守恒定律真题回放1(2013新课标全国卷) 在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块 A 和 B，两者相距为 2、 一初速度，使 A 与 B 发生弹性正碰，碰撞时间极短当两木块都停止运动后，相距仍然为 ，B 的质量为 A 的 2 倍，重力加速度大小为 的初速度的大小【解析】设在发生碰撞前的瞬间，木块 A 的速度大小为 v；在碰撞后的瞬间，A 和 B 的速度分别为 能量和动量守恒定律，得 (2m)v 12 12 21 12 2mv(2m )式中，以碰撞前木块 A 的速度方向为正由式得 和 B 运动的距离分别为 动能定理得12 21(2m)(2m)v 12 2按题意有dd 1d 2 设 A 的初速度大小为 动能定理得 12 20 12联立至式，得. 285案】2852013新课标全国卷) 如图 1311，光滑 3、水平直轨道上有三个质量均为 m 的物块 A、B、左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计) 设 A 以速度 B 运动，压缩弹簧；当 A、B 速度相等时，B 与 C 恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动假设 B 和 从 A 开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，图 1311(1)整个系统损失的机械能；(2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能【解析】(1)从 A 压缩弹簧到 A 与 B 具有相同速度 A、B 与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得 此时 B 与 C 发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为 失的机械能为 E，对 B、C 组成的系统，由动量守恒和能量守恒定律得 E (2m)v 12 21 12 2 4、联立式得E 116 20(2)由 式可知 ，碰后原来在前的物体速度一定增大，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，碰后两物体的运动方向不可能都不改变4对反冲现象的三点说明(1)系统内的不同部分在强大内力作用下向相反的方向运动，通常用动量守恒来处理(2)反冲运动中，由于有其他形式的能转变为机械能，所以系统的总机械能增加(3)反冲运动中平均动量守恒5爆炸现象的三个规律(1)动量守恒：由于爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸物体间的相互作用力远远大于受到的外力，所以在爆炸过程中，系统的总动量守恒(2)动能增加：在爆炸过程中，由于有其他形式的能量(如化学能)转化为动能，所以爆 5、炸前后系统的总动能增加(3)位置不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中，物体产生的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸前的位置以新的动量开始运动【例 3】(2014 新课标全国卷 ) 如图 1314，质量分别为mA、m B 的两个弹性小球 A、B 静止在地面上方，B 球距地面的高度h0.8 m，A 球在 B 球的正上方先将 B 球释放，经过一段时间后再将 A 球释放图 1314当 A 球下落 t0.3 s 时，刚好与 B 球在地面上方的 P 点处相碰，碰撞时间极短，碰后瞬间 A 球的速度恰为零已知 m A，重力加速度大小 g10 m/s 2，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失求：(1) 6、B 球第一次到达地面时的速度；(2)P 点距离地面的高度【解析】(1)设 B 球第一次到达地面时的速度大小为 运动学公式有2h0.8 m 代入上式，得 m/s (2)设两球相碰前后，A 球的速度大小分别为 v 10) ，B 球的速度分别为 由运动学规律可得v1由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽略，两球相碰前后的动量守恒，总动能保持不变规定向下的方向为正，有m 2 12 21 12 2 12 2设 B 球与地面相碰后的速度大小为 v B，由运动学及碰撞的规律可得 v Bv B 设 P 点距地面的高度为 h，由运动学规律可得h v 2B 式，并代入已知条件可得hm 【答案】(1)4 m/s(2)( 7、2014大纲全国卷 )一中子与一质量数为 A(A1)的原子核发生弹性正碰若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为()A. 1A 1 A 1A 1C. 12 A 12A 12【解析】设中子质量为 m，则原子核的质量为 v0、v 1，碰后原子核的速度为 弹性碰撞可得， 解得 12 20 12 21 12 2 1 A | A 正确A 1A 1【答案】实验：用气垫导轨完成一维碰撞实验(1)测质量：用天平测出滑块质量(2)安装：正确安装好气垫导轨(3)实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(改变滑块的质量改变滑块的初速度大小和方向)(4)验证：一维碰撞中的动量 8、守恒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 2)安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来(3)实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰(4)测速度：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度(5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验(6)验证：一维碰撞中的动量守恒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(2)安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥(3)实验：接通 9、电源，让小车 A 运动，小车 B 静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车连接成一体运动(4)测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由 v 算出5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验(6)验证：一维碰撞中的动量守恒4方案四：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律(1)用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球(2)按照如图 1315 所示安装实验装置，调整固定斜槽使斜槽底端水平图 1315(3)白纸在下，复写纸在上，在适当位置铺放好记下重垂线所指的位置 O.(4)不放被撞小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，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 10、是小球落点的平均位置 (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由滚下，使它们发生碰撞，重复实验 10 次用步骤(4)的方法，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位置 6 所示图 1316(6)连接 量线段 M 、长度将测量数据填入表中最后代入 m 1O m 2O ，看在误差允许的范围内是否P M 7)整理好实验器材放回原处(8)实验结论：在实验误差范围内，碰撞系统的动量守恒5对实验误差的分析(1)系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即：碰撞是否为一维碰撞实验是否满足动量守恒的条件，如气垫导轨是否水平，两球是否等大，长木板实验是否平衡掉摩擦力等(2)偶然 11、误差：主要来源于质量 m 和速度 v 的测量(3)减小误差的措施：设计方案时应保证碰撞为一维碰撞，且尽量满足动量守恒的条件采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差【例 4】(2014 新课标全国卷) 现利用图 1317 甲所示的装置验证动量守恒定律在图甲中，气垫导轨上有 A、B 两个滑块，滑块A 右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出) 的纸带相连；滑块 B 左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间甲图 1317实验测得滑块 A 的质量 块 B 的质量 光片的宽度 d点计时器所用交流电的频率f 的右侧，启动打点计时器，给滑块 A 一向右 12、的初速度，使它与 B 相碰碰后光电计时器显示的时间为撞前后打出的纸带如图 1317 乙所示乙图 1317若实验允许的相对误差绝对值( 100%)最|碰 撞 前 后 总 动 量 之 差碰 前 总 动 量 |大为 5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律。 写出运算过程【解析】纸带上打出的相邻点的时间间隔 t v 可计算出滑块 A 碰撞前后的速度 s，v 1m/、B 碰撞后滑块 B 的速度 m/pm 1kgm/skgm/m 1v1m 2m/100%1.6% ma选项 A 正确在0t 2时间内，两小球从相向运动至同向运动到速度相等，间距会逐渐减小，而在 选项 B 错误、选项 t1t 3时间内，a 和 b 是同向运动，b 受到的斥力和运动方向相同，故选项 D 错误【答案】2012天津高考 ) 质量为 0.2 小球竖直向下以 6 m/s 的速度落至水平地面，再以 4 m/s 的速度反向弹回，取竖直向上为正方向，。