2010高考物理二輪專題復(fù)習(xí)十二：動(dòng)量、動(dòng)量守恒定律及應(yīng)用教案.doc

專題十二 動(dòng)量、動(dòng)量守恒定律及應(yīng)用 教案一、 專題要點(diǎn)1. 動(dòng)量：動(dòng)量是狀態(tài)量，因?yàn)閂是狀態(tài)量，動(dòng)量是失量，其方向與物休動(dòng)動(dòng)方向相同。2. 動(dòng)量的變化P是失量，其方向與速度的變化V的方向相同。求解方法：求解動(dòng)量的變化時(shí)遵循平行四邊形定則。（1）若初末動(dòng)量在同一直線上，則在選定正方向的前提下，可化失量運(yùn)算為代數(shù)運(yùn)算。（2）若初末動(dòng)量不在同一直線上，則運(yùn)算遵循平行四邊形定則。3動(dòng)量守恒定律（1）內(nèi)容：一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。（2）適用范圍：動(dòng)量守恒定律是自然界中普遍適用的規(guī)律，既適用宏觀低速運(yùn)動(dòng)的物體，也適用微觀高速運(yùn)動(dòng)的粒子。大到宇宙天體間的相互作用，小到微觀粒子的相互作用，無(wú)不遵守動(dòng)量守恒定律，它是解決爆炸、碰撞、反沖及復(fù)雜的相互作用的物體系統(tǒng)類問(wèn)題的基本規(guī)律。（3）動(dòng)量守恒的條件為：充分且必要條件：系統(tǒng)不受外力或所受外力為零。近似守恒：雖然系統(tǒng)所受外力之和不為零，但系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，此時(shí)外力可以忽略不計(jì)，如：爆炸和碰撞。4. 動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式(1) p=p/意義：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 (從守恒的角度列式)(2)p =p/-p=0意義：系統(tǒng)總動(dòng)量的增量等于零(從增量角度列式)(3)對(duì)相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)：p1+p2=p1/ +p2/ 或者m1v1 +m2v2=m1v1/+m2v2/意義：兩個(gè)物體作用前的動(dòng)量的矢量和等于作用后的動(dòng)量的矢量和p1/-p1=一(p2/-p2)或者p1=一p2或者p1+p2=0 意義：兩物體動(dòng)量的變化大小相等，方向相反5 彈性碰撞與非彈性碰撞形變完全恢復(fù)的叫彈性碰撞；形變完全不恢復(fù)的叫完全非彈性碰撞；而一般的碰撞其形變不能夠完全恢復(fù)。機(jī)械能不損失的叫彈性碰撞；機(jī)械能損失最多的叫完全非彈性碰撞；而一般的碰撞其機(jī)械能有所損失。 6碰撞過(guò)程遵守的規(guī)律應(yīng)同時(shí)遵守三個(gè)原則系統(tǒng)動(dòng)量守恒系統(tǒng)動(dòng)能不增 實(shí)際情景可能：碰前、碰后兩個(gè)物體的位置關(guān)系（不穿越）和速度關(guān)系應(yīng)遵循客觀實(shí)際如甲物追乙物并發(fā)生碰撞，碰前甲的速度必須大于乙的速度，碰后甲的速度必須小于、等于乙的速度或甲反向運(yùn)動(dòng)二、 考綱要求考點(diǎn)要求說(shuō)明考點(diǎn)解讀動(dòng)量、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用動(dòng)量守恒定律只限于一維情況本章的重點(diǎn)內(nèi)容：唯一的二級(jí)要求是動(dòng)量及其守恒定律，本專題和前面的3-4模塊有共同特點(diǎn)是題目教簡(jiǎn)單，但為了照顧知識(shí)點(diǎn)的覆蓋面，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)大題中在套二、三個(gè)小題的情況 彈性碰撞和非彈性碰撞、反沖運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律（實(shí)驗(yàn)、探究）三、 教法指引此專題復(fù)習(xí)時(shí)，可以先讓學(xué)生完成相應(yīng)的習(xí)題，在精心批閱之后以題目帶動(dòng)知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)行適當(dāng)提煉講解。要求學(xué)生強(qiáng)加記憶。這一專題的題目還是較難的，雖然只有一個(gè)二級(jí)要求，但是此專題的內(nèi)容涉及受力分析、過(guò)程分析等二輪復(fù)習(xí)時(shí)還是要穩(wěn)扎穩(wěn)打，從基本知識(shí)出發(fā) 四、 知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 五、 典例精析題型1.（子彈射木塊題型）矩形滑塊由不同材料的上下兩層固體組成，將其放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以速度v水平射向滑塊 若射中上層子彈剛好不穿出，若射中下層子彈剛好能嵌入，那么( ) A兩次子彈對(duì)滑塊做的功一樣多 B兩次滑塊所受沖量一樣大C子彈嵌入上層時(shí)對(duì)滑塊做功多 D子彈嵌入上層時(shí)滑塊所受沖量大解：設(shè)固體質(zhì)量為M，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：由于兩次射入的相互作用對(duì)象沒(méi)有變化，子彈均是留在固體中，因此，固體的末速度是一樣的，而子彈對(duì)滑塊做的功等于滑塊的動(dòng)能變化，對(duì)滑塊的沖量等于滑塊的動(dòng)量的變化，因此A、B選項(xiàng)是正確的。規(guī)律總結(jié)：解決這樣的問(wèn)題，還是應(yīng)該從動(dòng)量的變化角度去思考，其實(shí)，不管是從哪個(gè)地方射入，相互作用的系統(tǒng)沒(méi)有變化，因此，動(dòng)量和機(jī)械能的變化也就沒(méi)有變化。題型2.（動(dòng)量守恒定律的判斷）把一支槍水平固定在小車上，小車放在光滑的水平地面上，槍發(fā)射出子彈時(shí)，關(guān)于槍、子彈、車的下列說(shuō)法正確的是（ ）A.槍和子彈組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.槍和車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C.只有忽略不計(jì)子彈和槍筒之間的摩擦，槍、車和子彈組成的系統(tǒng)的動(dòng)量才近似守恒D.槍、子彈、車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒解：本題C選項(xiàng)中所提到的子彈和槍筒之間的摩擦是系統(tǒng)的內(nèi)力，在考慮槍、子彈、車組成的系統(tǒng)時(shí)，這個(gè)因素是不用考慮的 根據(jù)受力分析，可知該系統(tǒng)所受合外力為0，符合動(dòng)量守恒的條件，故選D 規(guī)律總結(jié)：判斷系統(tǒng)是否動(dòng)量守恒時(shí)，一定要抓住守恒條件，即系統(tǒng)不受外力或者所受合外力為0。題型3.（碰撞中過(guò)程的分析）如圖所示，位于光滑水平桌面上的小滑塊A和B都可視作質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量相等。B與輕質(zhì)彈簧相連。設(shè)B靜止，A以某一初速度向B運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞。在整個(gè)碰撞過(guò)程中，彈簧具有的最大彈性勢(shì)能等于（ ）ABA. A的初動(dòng)能B. A的初動(dòng)能的1/2C. A的初動(dòng)能的1/3D. A的初動(dòng)能的1/4 解： 解決這樣的問(wèn)題，最好的方法就是能夠?qū)蓚€(gè)物體作用的過(guò)程細(xì)化。具體分析如右圖，開(kāi)始A物體向B運(yùn)動(dòng)，如右上圖；接著，A與彈簧接觸，稍有作用，彈簧即有形變，分別對(duì)A、B物體產(chǎn)生如右中圖的作用力，對(duì)A的作用力的效果就是產(chǎn)生一個(gè)使A減速的加速度，對(duì)B的作用力的效果則是產(chǎn)生一個(gè)使B加速的加速度。如此，A在減速，B在加速，一起向右運(yùn)動(dòng)，但是在開(kāi)始的時(shí)候，A的速度依然比B的大，所以相同時(shí)間內(nèi)，A走的位移依然比B大，故兩者之間的距離依然在減小，彈簧不斷壓縮，彈簧產(chǎn)生的作用力越來(lái)越大，對(duì)A的加速作用和對(duì)B的加速作用而逐漸變大，于是，A的速度不斷減小，B的速度不斷增大，直到某個(gè)瞬間兩個(gè)物體的速度一樣，如右下圖。過(guò)了這個(gè)瞬間，由于彈簧的壓縮狀態(tài)沒(méi)有發(fā)生任何變化，所以對(duì)兩個(gè)物體的作用力以及力的效果也沒(méi)有變，所以A要繼續(xù)減速，B要繼續(xù)加速，這就會(huì)使得B的速度變的比A大，于是A、B物體之間的距離開(kāi)始變大。因此，兩個(gè)物體之間的距離最小的時(shí)候，也就是彈簧壓縮量最大的時(shí)候，也就是彈性勢(shì)能最大的時(shí)候，也就是系統(tǒng)機(jī)械能損失最大的時(shí)候，就是兩個(gè)物體速度相同的時(shí)候。根據(jù)動(dòng)量守恒有，根據(jù)能量守恒有，以上兩式聯(lián)列求解的，可見(jiàn)彈簧具有的最大彈性勢(shì)能等于滑塊A原來(lái)動(dòng)能的一半，B正確 規(guī)律總結(jié)：處理帶有彈簧的碰撞問(wèn)題，認(rèn)真分析運(yùn)動(dòng)的變化過(guò)程是關(guān)鍵，面對(duì)彈簧問(wèn)題，一定要注重細(xì)節(jié)的分析，采取“慢鏡頭”的手段。題型4.（動(dòng)量守恒定律的適用情景）小型迫擊炮在總質(zhì)量為1000kg的船上發(fā)射，炮彈的質(zhì)量為2kg若炮彈飛離炮口時(shí)相對(duì)于地面的速度為600m/s，且速度跟水平面成45角，求發(fā)射炮彈后小船后退的速度？解：發(fā)射炮彈前，總質(zhì)量為1000kg的船靜止，則總動(dòng)量Mv=0發(fā)射炮彈后，炮彈在水平方向的動(dòng)量為mv1cos45，船后退的動(dòng)量為(M-m)v2據(jù)動(dòng)量守恒定律有0=mv1cos45(M-m)取炮彈的水平速度方向?yàn)檎较?，代入已知?shù)據(jù)解得 規(guī)律總結(jié)：取炮彈和小船組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，在發(fā)射炮彈的過(guò)程中，炮彈和炮身(炮和船視為固定在一起)的作用力為內(nèi)力系統(tǒng)受到的外力有炮彈和船的重力、水對(duì)船的浮力在船靜止的情況下，重力和浮力相等，但在發(fā)射炮彈時(shí)，浮力要大于重力因此，在垂直方向上，系統(tǒng)所受到的合外力不為零，但在水平方向上系統(tǒng)不受外力(不計(jì)水的阻力)，故在該方向上動(dòng)量守恒題型5. （多物體多過(guò)程動(dòng)量守恒）兩塊厚度相同的木塊A和B，并列緊靠著放在光滑的水平面上，其質(zhì)量分別為mA=2.0kg，mB=0.90kg它們的下底面光滑，上表面粗糙另有質(zhì)量mC=0.10kg的鉛塊C(其長(zhǎng)度可略去不計(jì))以vC=10m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面(見(jiàn)圖)，由于摩擦，鉛塊最后停在本塊B上，測(cè)得B、C的共同速度為v=0.50m/s，求：木塊A的速度和鉛塊C離開(kāi)A時(shí)的速度解：設(shè)C離開(kāi)A時(shí)的速度為vC，此時(shí)A、B的共同速度為vA，對(duì)于C剛要滑上A和C剛離開(kāi)A這兩個(gè)瞬間，由動(dòng)量守恒定律知mCvC=(mA+mB)vA+mCvC (1)以后，物體C離開(kāi)A，與B發(fā)生相互作用從此時(shí)起，物體A不再加速，物體B將繼續(xù)加速一段時(shí)間，于是B與A分離當(dāng)C相對(duì)靜止于物體B上時(shí)，C與B的速度分別由vC和vA變化到共同速度v因此，可改選C與B為研究對(duì)象，對(duì)于C剛滑上B和C、B相對(duì)靜止時(shí)的這兩個(gè)瞬間，由動(dòng)量守恒定律知mCvC+mBvA=(mB+mC)v (2)由(l)式得 mCvC=mCvC-(mAmB)vA 代入(2)式 mCvC-(mA+mC)vA+mBvA=(mB+mC)v得木塊A的速度所以鉛塊C離開(kāi)A時(shí)的速度題型6.（人船模型）在靜止的湖面上有一質(zhì)量M=100kg的小船，船上站立質(zhì)量m=50kg的人，船長(zhǎng)L=6m，最初人和船靜止當(dāng)人從船頭走到船尾(如圖)，船后退多大距離？(忽略水的阻力)解：選地球?yàn)閰⒖枷?，人在船上行走，相?duì)于地球的平均速度為(L-x)/t，船相對(duì)于地球后退的平均速度為x/t，系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒方程為 故 規(guī)律總結(jié)：錯(cuò)解：由船和人組成的系統(tǒng)，當(dāng)忽略水的阻力時(shí)，水平方向動(dòng)量守恒取人前進(jìn)的方向?yàn)檎较?，設(shè)t時(shí)間內(nèi)人由船頭走到船尾，則人前進(jìn)的平均速度為L(zhǎng)/t，船在此時(shí)間內(nèi)后退了x距離，則船后退的平均速度為x/t，水平方向動(dòng)量守恒方程為 故 這一結(jié)果是錯(cuò)誤的，其原因是在列動(dòng)量守恒方程時(shí)，船后退的速度x/t是相對(duì)于地球的，而人前進(jìn)的速度L/t是相對(duì)于船的。相對(duì)于不同參考系的速度代入同一公式中必然要出錯(cuò)題型7. （動(dòng)量守恒中速度的相對(duì)性）一個(gè)靜止的質(zhì)量為M的原子核，放射出一個(gè)質(zhì)量為m 的粒子，粒子離開(kāi)原子核時(shí)相對(duì)于核的速度為v0，原子核剩余部分的速率等于（ ）解：取整個(gè)原子核為研究對(duì)象。由于放射過(guò)程極為短暫，放射過(guò)程中其他外力的沖量均可不計(jì)，系統(tǒng)的