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1、第十三章 动量 近代物理初步 选修 3第 1讲 动量守恒定律及其应用 第 2讲 波粒二象性 第 3讲 原子结构和原子核 实验十六 验证动量守恒定律 章末专题与达标验收 目 录 体系构建 考纲点击 量守恒定律及其应用 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 级公式 ( ) 射性、原子核的衰变、半衰期 ( ) ( ) 反应方程 ( ) 量亏损 ( ) 变反应堆 ( ) ( ) 实验十六：验证动量守恒定律 点是动量守恒定律的应用，理解动量 守恒定律的内容及弹性碰撞和非弹性碰撞的概念，会用 动量、能量的观点解决简单的碰撞问题。 式及跃 迁规律，原子核部分应重视核反应方程式的书写及核能 的计算。 点应放
2、在光电效应现象的理解和 光电效应方程的应用上。 复习指导 1动量 (1)定义：运动物体的质量和 的乘积叫做物体的动量，通常用 (2)表达式： p 。 (3)单位： kgm/s。 (4)标矢性：动量是矢量，其方向和 方向相同。 速度 度 (1)内容：如果一个系统 ，或者 ，这个系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律。 m 1 v 1 m 2 v 2 ，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和。 (2)表达式： p ，系统相互作用前总动量 p 不受外力 所受外力的 矢量和为 0 2动量守恒定律 p m 1 v 1 m 2 v 2 ，相互作用的两个物体动量的增量等大反向。 p
3、 ，系统总动量的增量为零。 3动量守恒定律的适用条件 (1)不受外力或所受外力的合力为零，不是系统内每个物体所受的合外力都为零，更不能认为系统处于 状态。 (2)近似适用条件：系统内各物体间相互作用的内力 它所受到的外力。 (3)如果系统在某一方向上所受外力的合力为零，则系统 动量守恒。 衡 远大于 在这一方向上 0 1动量、动能、动量变化量的比较 E k 12 m v 2 E k m ， E k 12 p v ， p 2 mE k ， p 2 E 名称项目 动量 动能 动量变化量 定义 物体的质量和速度的乘积 物体由于运动而具有的能量 物体末动量与初动量的矢量差 定义式 p p p p 矢标
4、性 矢量 标量 矢量 特点 状态量 状态量 过程量 关联方程 五性 ” (1)矢量性：速度、动量均是矢量，因此列式时，要规定正方向。 (2)相对性：动量守恒定律方程中的动量必须是相对于同一惯性参考系。 (3)系统性：动量守恒是针对满足守恒条件的系统而言的，系统改变，动量不一定满足守恒。 (4)同时性：动量守恒定律方程等号左侧表示的是作用前同一时刻的总动量，右侧则表示作用后同一时刻的总动量。 (5)普适性：动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统，而且适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统。 3 1 1所示，木块 a和 簧连接起来，放在光滑水平面上， 在墙壁上。在 图 13 1 1 簧压缩，
5、当撤去外力后，下列说法正确的是 ( ) A a和 B a和 C a、 D a、 解析： a、 到墙的弹力，即外力不为零，动量不守恒； 统所受外力为零，动量守恒，故选项 答案： 1碰撞 (1)概念：碰撞是指物体间的相互作用持续时间 ，而物体间相互作用力 的现象。 (2)特点：在碰撞现象中，一般都满足内力 外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒。 很短 很大 远大于 动量是否守恒 机械能是否守恒 弹性碰撞 守恒 非完全弹性碰撞 守恒 有损失 完全非弹性碰撞 守恒 损失 (3)分类： 守恒 最大 在某些情况下，原来系统内物体具有相同的速度，发生相互作用后各部分的末速度不再相同而分开。这类问题相互作用的过
6、程中系统的动能 ，且常伴有其他形式的能向动能转化。 3爆炸现象 爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用力很大，且 系统所受的外力，所以系统动量 ，爆炸过程中位移很小，可忽略不计，作用后从相互作用前的位置以新的动量开始运动。 增大 远大于 守恒 1碰撞现象满足的规律 (1)动量守恒。 (2)机械能不增加。 (3)速度要合理： 若碰前两物体同向运动，则应有 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 。 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。 2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方向运动，通常用动量守恒来处理。 (2)反冲运动中，由于有
7、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。 3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。 2如图 13 1 2所示，光滑水平面上有质量均为 块 ， 过弹簧与 用过程中，弹簧获得的最大弹性势能 ( ) 图 13
8、1 2 v 20 v 20 v 20 v 20 解析： 当两物体速度相同时，弹簧获得的弹性势能最大。根据动量守恒可知 m v 0 2 m v ， v v 02，所以最大弹性势能E p 12m v 20 12 2 m 4m v 20 。故 C 正确。 答案： C 命题分析 本考点是高考中的重要考点，在历年高考中几乎都被考查到，题型有选择、填空、计算等，难度中等。 例 1 如图 13 1 3所示，木块 1 够长的木板 4 量为 4 上，水平面光滑， B、 使A以 12 m/ m/： 图 13 1 3 (1) (2)若木板 解析 (1)碰后瞬间， A、 B 系统动量守恒 (取向右为正方向 )，有：
9、0 入数据得： 4 m/s。 (2)相互作用使 于 以 能达到相同速度，二者共速后， B、 0 (mC)入数据得： 2 m/s。 答案 (1)4 m/s (2)2 m/s 应用动量守恒定律解题的步骤 (1)明确研究对象，确定系统的组成 (系统包括哪几个物体及研究的过程 )； (2)进行受力分析，判断系统动量是否守恒 (或某一方向上是否守恒 )； (3)规定正方向，确定初末状态动量； (4)由动量守恒定律列出方程； (5)代入数据，求出结果，必要时讨论说明。 1.(2011山东高考 )如图 13 1 4所示，甲、 乙两船的总质量 (包括船、人和货物 )分别 为 10m、 12m，两船沿同一直线同
10、一方向 图 13 1 4 运动，速度分别为 2船上的人 将一质量为 船上的人 将货物接住，求抛出货物的最小速度。 (不计水的阻力 ) 变式训练 解析：设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为 出货物后船的速度为 船上的人接到货物后船的速度为 动量守恒定律得 12m 11m m 10m2 m 11m 为避免两船相撞应满足 联立式得 4 答案： 4 命题分析 本考点是高考的热点，在高考中既能单独考查，又能与牛顿运动定律、能量守恒定律相结合考查，难度中等偏下。 例 2 (2012新课标全国卷 )如图 13 1 5， 小球 a、 。让 球 球 细线水平。 从静止释放球 b，两球碰后粘在一起向左摆动，图 13 1 5 此后细线与竖直方向之间的最大偏角为 60 。忽略空气阻力，求： (1)两球 a、 (2)两球在碰撞过程中损失的机械能与球 思维流程 第一步：抓信息关键点 关键点 (1)从静止释放球 b (2)两球碰后粘在一起向左摆动 (3)细线与竖直方向之间的最大偏角为 60 信息获取 碰前球 碰撞过程动量守恒，动能损失最大 碰后两球的运动过程机械能守恒 第二步：找解题突破口 (1)球 (2)根据动量守恒定律及机械能守恒定律列方程可求出两球的质量之比。 第三步：条理作答 解析 ( 1) 设球 b 的质量为 线长为 L ，球 b 下落至最低点，但未与球 a 相碰时的速率
