授課教師王小蘭

1、授課教師：王小蘭科目：高二物理科目：高二物理一、知識(shí)講解一、知識(shí)講解 (一一)動(dòng)量守恒定律動(dòng)量守恒定律l、有關(guān)的幾個(gè)概念有關(guān)的幾個(gè)概念 系統(tǒng)：系統(tǒng)：有相互作用的一組有相互作用的一組(兩個(gè)或多個(gè)兩個(gè)或多個(gè))物體稱為系統(tǒng)物體稱為系統(tǒng). 內(nèi)力：內(nèi)力：系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用力叫做內(nèi)力系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用力叫做內(nèi)力. 外力：外力：外部其他物體對(duì)系統(tǒng)的作用力叫做外力外部其他物體對(duì)系統(tǒng)的作用力叫做外力.2、動(dòng)量守恒定律及其表達(dá)式、動(dòng)量守恒定律及其表達(dá)式 (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)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)量保持不變系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變.

2、(2)表達(dá)式：表達(dá)式：p=p (作用前后系統(tǒng)的總動(dòng)量相等作用前后系統(tǒng)的總動(dòng)量相等)； 若兩個(gè)相互作用的物體組成的系統(tǒng)，動(dòng)量守恒可以表達(dá)為若兩個(gè)相互作用的物體組成的系統(tǒng)，動(dòng)量守恒可以表達(dá)為 m1v1m2v2= m1v1 m2v2 或或p1=p2(一個(gè)物體動(dòng)量的增加量等于另一個(gè)物體動(dòng)量一個(gè)物體動(dòng)量的增加量等于另一個(gè)物體動(dòng)量的減少量的減少量).3、動(dòng)量守恒定律成立的條件、動(dòng)量守恒定律成立的條件 動(dòng)量守恒定律在以下三種情況下是適用的：動(dòng)量守恒定律在以下三種情況下是適用的： (1)系統(tǒng)不受外力或者所受的外力之和為零；系統(tǒng)不受外力或者所受的外力之和為零； (2)系統(tǒng)所受外力的合力不為零，但合外力比系統(tǒng)內(nèi)力

3、小得系統(tǒng)所受外力的合力不為零，但合外力比系統(tǒng)內(nèi)力小得多，系統(tǒng)的總動(dòng)量近似守恒，如碰撞過程中物體受到的摩擦力，多，系統(tǒng)的總動(dòng)量近似守恒，如碰撞過程中物體受到的摩擦力，爆炸過程中物體受到的重力等，這些過程中的外力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于相爆炸過程中物體受到的重力等，這些過程中的外力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于相互作用的內(nèi)力，可以忽略不計(jì)；互作用的內(nèi)力，可以忽略不計(jì)； (3)系統(tǒng)所受外力的合力不為零，但在某個(gè)方向上的合外力系統(tǒng)所受外力的合力不為零，但在某個(gè)方向上的合外力為零為零(如如Fx=0或或Fy=0)，則系統(tǒng)在該方向上動(dòng)量守恒則系統(tǒng)在該方向上動(dòng)量守恒.4、解題思路、解題思路 (1)確定研究對(duì)象，明確所研究的對(duì)象是由哪幾個(gè)物體組確定

4、研究對(duì)象，明確所研究的對(duì)象是由哪幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)；成的系統(tǒng)； (2)進(jìn)行受力分析和過程分析，判斷系統(tǒng)動(dòng)量在所研究的進(jìn)行受力分析和過程分析，判斷系統(tǒng)動(dòng)量在所研究的過程中是否守恒；過程中是否守恒； (3)明確過程的初、末狀態(tài)，選定正方向，并寫出系統(tǒng)內(nèi)各明確過程的初、末狀態(tài)，選定正方向，并寫出系統(tǒng)內(nèi)各物體的初動(dòng)量和末動(dòng)量的量值或表達(dá)式；物體的初動(dòng)量和末動(dòng)量的量值或表達(dá)式； (4)根據(jù)動(dòng)量守恒定律列方程求解根據(jù)動(dòng)量守恒定律列方程求解.(二二)碰撞和爆炸碰撞和爆炸1、過程特點(diǎn)、過程特點(diǎn) 碰撞和爆炸過程的共同特點(diǎn)是物體間的相互作用突然發(fā)生，碰撞和爆炸過程的共同特點(diǎn)是物體間的相互作用突然發(fā)生，相互作用的力

5、為變力，作用時(shí)間很短，平均作用力很大，且遠(yuǎn)相互作用的力為變力，作用時(shí)間很短，平均作用力很大，且遠(yuǎn)大于系統(tǒng)所受的外力，所以可以認(rèn)為碰撞、爆炸過程中系統(tǒng)的大于系統(tǒng)所受的外力，所以可以認(rèn)為碰撞、爆炸過程中系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒總動(dòng)量守恒.2、過程模型、過程模型 由于碰撞、爆炸過程相互作用的時(shí)間很短，作用過程中物由于碰撞、爆炸過程相互作用的時(shí)間很短，作用過程中物體的位移很小，一般可忽略不計(jì)，因此可以把作用過程看作一個(gè)體的位移很小，一般可忽略不計(jì)，因此可以把作用過程看作一個(gè)理想化過程來處理，即作用后物體仍從作用前瞬間的位置以新的理想化過程來處理，即作用后物體仍從作用前瞬間的位置以新的動(dòng)量開始運(yùn)動(dòng)動(dòng)量開始運(yùn)動(dòng).

6、3、能量轉(zhuǎn)化、能量轉(zhuǎn)化 碰撞和爆炸的區(qū)別主要表現(xiàn)在能量的轉(zhuǎn)化上，在碰撞過程碰撞和爆炸的區(qū)別主要表現(xiàn)在能量的轉(zhuǎn)化上，在碰撞過程中，系統(tǒng)的總動(dòng)能不會(huì)增加，即中，系統(tǒng)的總動(dòng)能不會(huì)增加，即Ek前前Ek后后，若有動(dòng)能損失，則，若有動(dòng)能損失，則損失的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；在爆炸過程中，有其他形式的能損失的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；在爆炸過程中，有其他形式的能(如如化學(xué)能化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，系統(tǒng)的動(dòng)能爆炸后會(huì)增加轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，系統(tǒng)的動(dòng)能爆炸后會(huì)增加. (三三)反沖運(yùn)動(dòng)反沖運(yùn)動(dòng) 相互作用的系統(tǒng)，當(dāng)其中一部分運(yùn)動(dòng)時(shí)，別一部分向相相互作用的系統(tǒng)，當(dāng)其中一部分運(yùn)動(dòng)時(shí)，別一部分向相反方向的運(yùn)動(dòng)叫做反沖運(yùn)動(dòng)，如原來靜止的大炮，向前發(fā)射反

7、方向的運(yùn)動(dòng)叫做反沖運(yùn)動(dòng)，如原來靜止的大炮，向前發(fā)射炮彈后，炮身就要后退；發(fā)射火箭時(shí)，火箭向下高速噴射氣炮彈后，炮身就要后退；發(fā)射火箭時(shí)，火箭向下高速噴射氣體，使火箭獲得向上的速度體，使火箭獲得向上的速度.2、反沖運(yùn)動(dòng)遵循的物理規(guī)律、反沖運(yùn)動(dòng)遵循的物理規(guī)律 反沖運(yùn)動(dòng)是系統(tǒng)內(nèi)力作用的結(jié)果，雖然有時(shí)系統(tǒng)所受的合反沖運(yùn)動(dòng)是系統(tǒng)內(nèi)力作用的結(jié)果，雖然有時(shí)系統(tǒng)所受的合外力不為零，但由于系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，所以系統(tǒng)的總動(dòng)外力不為零，但由于系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，所以系統(tǒng)的總動(dòng)量是守恒的量是守恒的.歸納：歸納： 動(dòng)量守恒定律是自然界普遍適用的基本規(guī)律之一，不僅適動(dòng)量守恒定律是自然界普遍適用的基本規(guī)律之一，不僅適

8、用于宏觀、低速情況，而且適用于微觀、高速情況，應(yīng)用動(dòng)量用于宏觀、低速情況，而且適用于微觀、高速情況，應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解決問題時(shí)，只需考慮過程的初末狀態(tài)，不需要考慮守恒定律解決問題時(shí)，只需考慮過程的初末狀態(tài)，不需要考慮過程的細(xì)節(jié)，比應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題更優(yōu)越過程的細(xì)節(jié)，比應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題更優(yōu)越. 這部分高考考查方式是這部分高考考查方式是:碰撞、爆炸、反沖等過程中動(dòng)量碰撞、爆炸、反沖等過程中動(dòng)量守恒，側(cè)重考查動(dòng)量守恒定律在多過程問題和臨界問題中的應(yīng)守恒，側(cè)重考查動(dòng)量守恒定律在多過程問題和臨界問題中的應(yīng)用，突出動(dòng)量和能量的綜合。這就要求弄清物理情景、物理過用，突出動(dòng)量和能量的綜合。這就要求弄清物

9、理情景、物理過程和物理狀態(tài)，并綜合應(yīng)用動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律解決程和物理狀態(tài)，并綜合應(yīng)用動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律解決實(shí)際問題實(shí)際問題.二、典型分析二、典型分析 例例1、下面一個(gè)物理演示實(shí)驗(yàn)，它顯示：圖中自由下落的物體、下面一個(gè)物理演示實(shí)驗(yàn)，它顯示：圖中自由下落的物體A和和B經(jīng)反彈后，經(jīng)反彈后，B能上升到比初始位置高得多的地方能上升到比初始位置高得多的地方.A是某種材料做成的是某種材料做成的實(shí)心球，質(zhì)量實(shí)心球，質(zhì)量m1=0.28kg，在其頂部的凹坑中插著質(zhì)量在其頂部的凹坑中插著質(zhì)量m2=0.10kg的木的木棍棍B.B只是松松地插在凹坑中，其下端與坑底之間有小空隙只是松松地插在凹坑中，其下端

10、與坑底之間有小空隙.將此裝置從將此裝置從A下端離地板的高度下端離地板的高度H=1.25 m處由靜止釋放處由靜止釋放.實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)中，A觸地后在極短時(shí)觸地后在極短時(shí)間內(nèi)反彈，且其速度大小不變；接著木棍間內(nèi)反彈，且其速度大小不變；接著木棍B脫離球脫離球A開始上升開始上升,而球而球A恰好停留在地板上恰好停留在地板上.求木棍求木棍B上升的高度上升的高度.(重力加速度重力加速度g=10m/s2)(河南高河南高考題考題) 例例2、一塊足夠長(zhǎng)的木板質(zhì)量為、一塊足夠長(zhǎng)的木板質(zhì)量為3m，放在光滑的水平面上，放在光滑的水平面上，如圖所示如圖所示.在木板上自左向右放有序號(hào)為在木板上自左向右放有序號(hào)為1、2、3的三塊

11、木塊，三的三塊木塊，三木塊的質(zhì)量為木塊的質(zhì)量為m，與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，開始時(shí)木板靜止開始時(shí)木板靜止不動(dòng)，第不動(dòng)，第1、2、3號(hào)的木塊的初速度分別為號(hào)的木塊的初速度分別為v0、2v0、3v0方向向右方向向右.最終三木塊與木塊以共同的速度運(yùn)動(dòng)，試求第最終三木塊與木塊以共同的速度運(yùn)動(dòng)，試求第2號(hào)木塊在整個(gè)運(yùn)號(hào)木塊在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的最小速度動(dòng)過程中的最小速度. 例例3、(2004年全國(guó)理綜二年全國(guó)理綜二 25)柴油打樁機(jī)的重錘由氣缸、活塞柴油打樁機(jī)的重錘由氣缸、活塞等若干部件組成，氣缸與活塞間有柴油與空氣的混合物等若干部件組成，氣缸與活塞間有柴油與空氣的混合物.在重鍾與在重鍾

12、與樁碰撞的過程中，通過壓縮使混合物燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體樁碰撞的過程中，通過壓縮使混合物燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體,從從而使樁向下運(yùn)動(dòng)而使樁向下運(yùn)動(dòng),錘向上運(yùn)動(dòng)錘向上運(yùn)動(dòng).現(xiàn)把柴油打樁機(jī)和打樁過程簡(jiǎn)化如下：現(xiàn)把柴油打樁機(jī)和打樁過程簡(jiǎn)化如下：柴油打樁機(jī)重柴油打樁機(jī)重錘錘的質(zhì)量為的質(zhì)量為m，錘在樁帽以上高度為錘在樁帽以上高度為h處處(如圖甲如圖甲)從靜止開從靜止開始沿豎直軌道自由落下，打在質(zhì)量為始沿豎直軌道自由落下，打在質(zhì)量為M(包括樁帽包括樁帽)的鋼筋混凝土樁子上的鋼筋混凝土樁子上.同時(shí)，柴油燃燒，產(chǎn)生猛烈推力，鍾和樁分離，這一過程的時(shí)間極短同時(shí)，柴油燃燒，產(chǎn)生猛烈推力，鍾和樁分離，這一過程的時(shí)間極

13、短.隨后，樁在泥土中向下移動(dòng)一距離隨后，樁在泥土中向下移動(dòng)一距離l.已知鍾反跳后到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)已知鍾反跳后到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),錘與已錘與已停人的樁帽之間的距離也為停人的樁帽之間的距離也為h(如圖乙如圖乙)已知已知m=1.0103kg,M=2.0103kg,h=2.0m，l=0.20m，重力加速度重力加速度g=10m/s2，混合物的質(zhì)量不計(jì)混合物的質(zhì)量不計(jì).設(shè)設(shè)樁向下移動(dòng)的過程中泥土對(duì)樁的作用力樁向下移動(dòng)的過程中泥土對(duì)樁的作用力F是恒力，求此力的大小是恒力，求此力的大小.圖甲圖甲圖乙圖乙授課教師：王小蘭科目：高二物理科目：高二物理 例例4、一火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)每次噴出、一火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)每次噴出m=200g的

14、氣體的氣體,氣體離開氣體離開發(fā)動(dòng)機(jī)噴出時(shí)的速度發(fā)動(dòng)機(jī)噴出時(shí)的速度v=1000m/s，設(shè)火箭總質(zhì)量設(shè)火箭總質(zhì)量M=300kg，發(fā)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)每秒噴氣機(jī)每秒噴氣20次次. (1)當(dāng)?shù)谌螝怏w噴出后，火箭的速度多大？當(dāng)?shù)谌螝怏w噴出后，火箭的速度多大？ (2)運(yùn)動(dòng)第運(yùn)動(dòng)第1秒末，火箭的速度多大？秒末，火箭的速度多大？ 例例5、如圖所示，水平面放一質(zhì)量為、如圖所示，水平面放一質(zhì)量為0.5 kg的長(zhǎng)條形金屬盒，的長(zhǎng)條形金屬盒，盒寬盒寬l=1m，它與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是它與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.25.在盒的在盒的A端有一個(gè)端有一個(gè)與盒質(zhì)量相等的小球，球與盒無摩擦與盒質(zhì)量相等的小球，球與盒無摩擦.現(xiàn)在盒的

15、現(xiàn)在盒的A端迅速打擊一下端迅速打擊一下金屬盒，給盒以金屬盒，給盒以1 Ns的向右的沖量的向右的沖量.設(shè)球與盒間的碰撞沒有能量損設(shè)球與盒間的碰撞沒有能量損失，且碰撞時(shí)間極短，求球與盒組成的系統(tǒng)從開始運(yùn)動(dòng)到完全停失，且碰撞時(shí)間極短，求球與盒組成的系統(tǒng)從開始運(yùn)動(dòng)到完全停止所用時(shí)間止所用時(shí)間.(g=10m/s2) 6、在納米技術(shù)中需要移動(dòng)或修補(bǔ)原子，必須使在不停地做熱在納米技術(shù)中需要移動(dòng)或修補(bǔ)原子，必須使在不停地做熱運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)(速率約幾百米每秒速率約幾百米每秒)的原子幾乎靜止下來且能在一個(gè)小的空間區(qū)的原子幾乎靜止下來且能在一個(gè)小的空間區(qū)域內(nèi)停留一段時(shí)間，為此已發(fā)明了域內(nèi)停留一段時(shí)間，為此已發(fā)明了“激光制

16、冷激光制冷”的技術(shù)的技術(shù).若把原子和若把原子和入射光子分別類比為一輛小車和一個(gè)小球，則入射光子分別類比為一輛小車和一個(gè)小球，則“激光制冷激光制冷”與下述與下述的力學(xué)模型很類似的力學(xué)模型很類似. 一輛質(zhì)量為一輛質(zhì)量為m的小車的小車(一側(cè)固定一輕彈簧一側(cè)固定一輕彈簧)，如圖所示，以速度，如圖所示，以速度v0水平向右運(yùn)動(dòng)水平向右運(yùn)動(dòng).一個(gè)動(dòng)量大小為一個(gè)動(dòng)量大小為p、質(zhì)量可以忽略的小球水平向左射質(zhì)量可以忽略的小球水平向左射入小車并壓縮彈簧至最短，接著被鎖定一段時(shí)間入小車并壓縮彈簧至最短，接著被鎖定一段時(shí)間T，再解除鎖定使再解除鎖定使小球以大小相同的動(dòng)量小球以大小相同的動(dòng)量p水平向右彈出，緊接著不斷重復(fù)

17、上述過程，水平向右彈出，緊接著不斷重復(fù)上述過程，最終小車將停下來最終小車將停下來.設(shè)地面和車廂均為光滑，除鎖定時(shí)間設(shè)地面和車廂均為光滑，除鎖定時(shí)間T外外,不計(jì)不計(jì)小球在小車上運(yùn)動(dòng)和彈簧壓縮、伸長(zhǎng)的時(shí)間小球在小車上運(yùn)動(dòng)和彈簧壓縮、伸長(zhǎng)的時(shí)間.求：求： (1)小球第一次入射后再彈出時(shí)，小車的速度的大小和這一過程小球第一次入射后再彈出時(shí)，小車的速度的大小和這一過程中小車動(dòng)能的減少量中小車動(dòng)能的減少量. (2)從小球第一次入射開始到小車停止運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間從小球第一次入射開始到小車停止運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間.(福建省福建省試題試題)三、演練與檢測(cè)三、演練與檢測(cè) 1、半徑相等的兩個(gè)小球甲和乙，在光滑水平面上沿

18、同一直線相、半徑相等的兩個(gè)小球甲和乙，在光滑水平面上沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)向運(yùn)動(dòng).若甲球的質(zhì)量大于乙球的質(zhì)量，碰撞前兩球的動(dòng)能相等若甲球的質(zhì)量大于乙球的質(zhì)量，碰撞前兩球的動(dòng)能相等,則碰則碰撞后兩撞后兩 球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能是球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能是( )A甲球的速度為零而乙球的速度不為零甲球的速度為零而乙球的速度不為零B乙球的速度為零而甲球的速度不為零乙球的速度為零而甲球的速度不為零C兩球的速度均不為零兩球的速度均不為零D兩球的速度方向均與原方向相反，兩球的動(dòng)能仍相等兩球的速度方向均與原方向相反，兩球的動(dòng)能仍相等(全國(guó)高考題全國(guó)高考題)AC 2、甲、乙兩球在光滑水平軌道上同向運(yùn)動(dòng)，已知它們、甲、乙兩球在光滑

19、水平軌道上同向運(yùn)動(dòng)，已知它們的動(dòng)量分別是的動(dòng)量分別是p甲甲=5 kgm/s，p乙乙=7 kgm/s.甲追乙并發(fā)生碰撞，甲追乙并發(fā)生碰撞，碰后乙球的動(dòng)量變?yōu)榕龊笠仪虻膭?dòng)量變?yōu)閜乙乙=10 kgm/s，則兩球質(zhì)量則兩球質(zhì)量m甲甲與與m乙乙的的關(guān)系可能是關(guān)系可能是( ) Am甲甲=m乙乙 B m乙乙=2m甲甲 Cm乙乙=4m甲甲 Dm乙乙=6m甲甲C 3、如圖所示，設(shè)質(zhì)量為、如圖所示，設(shè)質(zhì)量為M的導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)到空中最高點(diǎn)時(shí)速的導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)到空中最高點(diǎn)時(shí)速度為度為V，突然炸成兩塊，質(zhì)量為突然炸成兩塊，質(zhì)量為m的一塊以速度的一塊以速度v沿沿V的方向飛的方向飛去，則另一塊的運(yùn)動(dòng)去，則另一塊的運(yùn)動(dòng)( ) A一定沿一

20、定沿V的方向飛去的方向飛去 B一定沿一定沿V的反方向飛去的反方向飛去 C不可能做自由落體運(yùn)動(dòng)不可能做自由落體運(yùn)動(dòng) D以上說法都不對(duì)以上說法都不對(duì)D 4、在高速公路上發(fā)生一起交通事故，一輛質(zhì)量為、在高速公路上發(fā)生一起交通事故，一輛質(zhì)量為1500kg向南行駛的長(zhǎng)途客車迎面撞上了一質(zhì)量為向南行駛的長(zhǎng)途客車迎面撞上了一質(zhì)量為3000kg向北行駛的卡向北行駛的卡車，碰后兩輛車接在一起，并向南滑行了一小段距離停止車，碰后兩輛車接在一起，并向南滑行了一小段距離停止.根根據(jù)測(cè)速儀的測(cè)定，長(zhǎng)途客車碰前以據(jù)測(cè)速儀的測(cè)定，長(zhǎng)途客車碰前以20m/s的速度行駛，由此可的速度行駛，由此可判斷卡車碰前的行駛速率判斷卡車碰前的行駛速率( ) A小于小于10m/s B大于大于10m/s小于小于20m/s C大于大于20m/s小于小于30m/s D大于大于30m/s小于小于40m/sA 5、如圖所示，光滑水平面上有一輛質(zhì)量為