高中物理選修

高中物理選修第1頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四動(dòng)量守恒定律波粒二象性原子結(jié)構(gòu)與原子核

第2頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四動(dòng)量、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用Ⅱ彈性碰撞和非彈性碰撞Ⅰ氫原子光譜Ⅰ氫原子能級(jí)結(jié)構(gòu)、能級(jí)公式Ⅰ原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期Ⅰ放射性同位素Ⅰ第3頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四核力、核反應(yīng)方程Ⅰ結(jié)合能、質(zhì)量虧損Ⅰ裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆Ⅰ放射性的危害和防護(hù)Ⅰ光電效應(yīng)Ⅰ愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ⅰ實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律第4頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四第一講動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律第5頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四第6頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四一、動(dòng)量1．定義：運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量和

的乘積叫做物體的動(dòng)量，通常用p來表示．2．表達(dá)式：p＝mv.3．單位：kg·m/s.4．標(biāo)矢性：動(dòng)量是矢量，其方向和

方向相同．速度速度第7頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四二、動(dòng)量守恒定律1．內(nèi)容：如果一個(gè)系統(tǒng)

，或

時(shí)，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量就保持不變，這就是動(dòng)量守恒定律．2．表達(dá)式(1)p′＝p，系統(tǒng)相互作用前總動(dòng)量p等于相互作用后的總動(dòng)量p′.(2)m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2，相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，作用前的動(dòng)量和等于作用后的動(dòng)量和．(3)Δp1＝－Δp2，相互作用的兩個(gè)物體動(dòng)量的增量等大反向．(4)Δp＝0，系統(tǒng)總動(dòng)量的增量為零．不受外力所受合外力的矢量和為零第8頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四3．動(dòng)量守恒的條件(1)不受外力或外力的合力為零．不是系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體所受的合外力為零．(2)近似守恒條件：系統(tǒng)內(nèi)各物體間相互作用的內(nèi)力遠(yuǎn)大于它所受到的外力．(3)如果系統(tǒng)在某一方向上所受外力的合力為零，則在這一方向上動(dòng)量守恒．第9頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四三、碰撞現(xiàn)象1．碰撞：兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體在相遇的極短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生非常大的相互作用力，而其他的相互作用力相對(duì)來說顯得微不足道的過程．2．彈性碰撞：如果碰撞過程中機(jī)械能

，這樣的碰撞叫做彈性碰撞．3．非彈性碰撞：如果碰撞過程中機(jī)械能

，這樣的碰撞叫做非彈性碰撞．4．完全非彈性碰撞：碰撞過程中物體的形變完全不能恢復(fù)，以致兩物體合為一體一起運(yùn)動(dòng)，即兩物體在非彈性碰撞后以同一速度運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)有機(jī)械能損失．守恒不守恒第10頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四四、爆炸現(xiàn)象的特點(diǎn)1．動(dòng)量守恒：由于爆炸是在極短的時(shí)間內(nèi)完成的，爆炸物體間的相互作用力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于受到的

，所以在爆炸過程中，系統(tǒng)的總動(dòng)量

．2．動(dòng)能增加：在爆炸過程中，由于有其他形式的能量(如化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，所以爆炸前后系統(tǒng)的總動(dòng)能

．3．位置不變：爆炸和碰撞的時(shí)間極短，因而作用過程中，物體產(chǎn)生的位移很小，一般可忽略不計(jì)，可以認(rèn)為爆炸或碰撞后仍然從爆炸或碰撞前的位置以新的動(dòng)量開始運(yùn)動(dòng)．外力守恒增加第11頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四五、反沖現(xiàn)象1．物體的不同部分在內(nèi)力作用下向

方向發(fā)生動(dòng)量變化．2．反沖運(yùn)動(dòng)中，相互作用力一般較大，通常可以用動(dòng)量守恒定律來處理．3．反沖運(yùn)動(dòng)中，由于有其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，所以系統(tǒng)的總動(dòng)能

．相反增加第12頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四第13頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四一、動(dòng)量、動(dòng)能、動(dòng)量變化量的比較第14頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四因速度與參考系的選擇有關(guān)，故動(dòng)量也跟參考系的選擇有關(guān)．通常情況下，物體的動(dòng)量是相對(duì)地面而言的．第15頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四二、動(dòng)量守恒定律的特點(diǎn)

矢量性動(dòng)量守恒方程為矢量方程．對(duì)于作用前后物體的運(yùn)動(dòng)方向都在同一直線上的問題，應(yīng)選取統(tǒng)一的正方向，與正方向相同的動(dòng)量為正，相反的為負(fù)．方向未知的，可設(shè)為與正方向相同，列動(dòng)量守恒方程，通過解得結(jié)果的正負(fù)，判定未知量的方向相對(duì)性各物體的速度必須是相對(duì)同一參考系的速度(沒有特殊說明時(shí)，要選地球這個(gè)參考系)，當(dāng)題設(shè)條件中各物體的速度不是相對(duì)同一參考系時(shí)，必須適當(dāng)轉(zhuǎn)換參考系，使其成為相對(duì)同一參考系的速度第16頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四系統(tǒng)性解題時(shí)，選擇的對(duì)象是滿足條件的系統(tǒng)，不是其中一個(gè)物體，也不是題中有幾個(gè)物體就選幾個(gè)物體同時(shí)性動(dòng)量是一個(gè)瞬時(shí)量，動(dòng)量守恒指的是系統(tǒng)在任一瞬間的動(dòng)量都相等．在列動(dòng)量守恒方程m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2時(shí)，等號(hào)左側(cè)是作用前(或某一時(shí)刻)系統(tǒng)內(nèi)各物體動(dòng)量的矢量和，等號(hào)右側(cè)是作用后(或另一時(shí)刻)系統(tǒng)內(nèi)各物體動(dòng)量的矢量和．不是同一時(shí)刻的動(dòng)量是不能相加的普適性動(dòng)量守恒定律不僅適用于低速宏觀物體，而且適用于接近光速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子第17頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四三、碰撞的特點(diǎn)及規(guī)律1．碰撞的種類及特點(diǎn)

分類標(biāo)準(zhǔn)種類特點(diǎn)能量是否守恒彈性碰撞動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒非彈性碰撞動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒碰撞前后動(dòng)量是否共線對(duì)心碰撞碰撞前后速度共線非對(duì)心碰撞碰撞前后速度不共線微觀粒子的碰撞散射粒子相互接近時(shí)并不發(fā)生直接接觸第18頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四2.碰撞現(xiàn)象滿足的規(guī)律(1)動(dòng)量守恒．(2)機(jī)械能不增加．(3)速度要合理．①若碰前兩物體同向運(yùn)動(dòng)，則應(yīng)有v后>v前，碰后原來在前的物體速度一定增大；若碰后兩物體同向運(yùn)動(dòng)，則應(yīng)有v前′≥v后′.②碰前兩物體相向運(yùn)動(dòng)，碰后兩物體的運(yùn)動(dòng)方向不可能都不改變．第19頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四四、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1．實(shí)驗(yàn)原理在一維碰撞中，測出物體的質(zhì)量m和碰撞前后物體的速度v、v′，找出碰撞前的動(dòng)量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的動(dòng)量p′＝m1v′1＋m2v′2，看碰撞前后動(dòng)量是否守恒．第20頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四2．實(shí)驗(yàn)器材方案一：氣墊導(dǎo)軌、光電計(jì)時(shí)器、天平、滑塊(兩個(gè))、重物、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥等．方案二：帶細(xì)線的擺球(兩套)、鐵架臺(tái)、天平、量角器、坐標(biāo)紙、膠布等．方案三：光滑長木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、小車(兩個(gè))、天平、撞針、橡皮泥．方案四：斜槽、小球(兩個(gè))、天平、復(fù)寫紙、白紙等．

第21頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四3．實(shí)驗(yàn)步驟方案一：利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)(1)測質(zhì)量：用天平測出滑塊質(zhì)量．(2)安裝：正確安裝好氣墊導(dǎo)軌．(3)實(shí)驗(yàn)：接通電源，利用配套的光電計(jì)時(shí)裝置測出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速度(①改變滑塊的質(zhì)量．②改變滑塊的初速度大小和方向)．(4)驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒．第22頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四方案二：利用等長懸線懸掛等大小球完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)(1)測質(zhì)量：用天平測出兩小球的質(zhì)量m1、m2.(2)安裝：把兩個(gè)等大小球用等長懸線懸掛起來．(3)實(shí)驗(yàn)：一個(gè)小球靜止，拉起另一個(gè)小球，放下時(shí)它們相碰．(4)測速度：可以測量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對(duì)應(yīng)小球的速度，測量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對(duì)應(yīng)小球的速度．(5)改變條件：改變碰撞條件，重復(fù)實(shí)驗(yàn)．(6)驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒．第23頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四方案三：在光滑桌面上兩車碰撞完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)(1)測質(zhì)量：用天平測出兩小車的質(zhì)量．(2)安裝：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在光滑長木板的一端，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車的后面，在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥．(3)實(shí)驗(yàn)：接通電源，讓小車A運(yùn)動(dòng)，小車B靜止，兩車碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥中，把兩小車連接成一體運(yùn)動(dòng)．(4)測速度：通過紙帶上兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離及時(shí)間由v＝算出速度．(5)改變條件：改變碰撞條件、重復(fù)實(shí)驗(yàn)．(6)驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒．第24頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四方案四：利用斜槽上滾下的小球驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律(1)用天平測出兩小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球?yàn)槿肷湫∏颍?2)按照下圖所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置．調(diào)整固定斜槽使斜槽底端水平．第25頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四(3)白紙?jiān)谙?，?fù)寫紙?jiān)谏锨以谶m當(dāng)位置鋪放好．記下重垂線所指的位置O.(4)不放被撞小球，讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復(fù)10次．用圓規(guī)畫盡量小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面．圓心P就是小球落點(diǎn)的平均位置．(5)把被撞小球放在斜槽末端，讓入射小球從斜槽同一高度自由滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次．用步驟4的方法，標(biāo)出碰后入射小球落點(diǎn)的平均位置M和被撞小球落點(diǎn)的平均位置N.如下圖所示．第26頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四(6)連接ON，測量線段OP、OM、ON的長度．將測量數(shù)據(jù)填入表中，最后代入m1＝m1＋m2，看在誤差允許的范圍內(nèi)是否成立．(7)整理好實(shí)驗(yàn)器材放回原處．(8)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，討論碰撞系統(tǒng)的動(dòng)量守恒．第27頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4．注意事項(xiàng)(1)前提條件：碰撞的兩物體應(yīng)保證“水平”和“正碰”．(2)方案提醒：①若利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)，注意利用水平儀確保導(dǎo)軌水平．②若利用擺球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩小球靜放時(shí)球心應(yīng)在同一水平線上，且剛好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應(yīng)在同一豎直平面內(nèi)．第28頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四③若利用長木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可在長木板下墊一小木片用以平衡摩擦力．④若利用斜槽進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，入射球質(zhì)量要大于被碰球質(zhì)量．即：m1>m2，防止碰后m1被反彈．(3)探究結(jié)論：尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不改變．第29頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四5．誤差分析(1)系統(tǒng)誤差：主要來源于裝置本身是否符合要求，即：①碰撞是否為一維碰撞．②實(shí)驗(yàn)是否滿足動(dòng)量守恒的條件：如氣墊導(dǎo)軌是否水平，兩球是否等大，長木板實(shí)驗(yàn)是否平衡掉摩擦力．(2)偶然誤差：主要來源于質(zhì)量m和速度v的測量．

第30頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四1.木塊a和b用一根輕彈簧連接起來，放在光滑水平面上，a緊靠在墻壁上．在b上施加向左的水平力使彈簧壓縮，如右圖所示，當(dāng)撤去外力后，下列說法中正確的是()A．a(chǎn)尚未離開墻壁前，a和b組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B．a(chǎn)尚未離開墻壁前，a和b組成的系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒C．a(chǎn)離開墻后，a、b組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒D．a(chǎn)離開墻后，a、b組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒第31頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四解析：

在a離開墻壁前的彈簧伸長過程中，對(duì)a和b構(gòu)成的系統(tǒng)，由于受到墻給a的彈力作用，所以a、b構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，因此B正確，A錯(cuò)誤；a離開墻后，a、b構(gòu)成系統(tǒng)合外力為零．因此動(dòng)量守恒，故C正確，D錯(cuò)誤．答案：

BC第32頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四2．一炮艇總質(zhì)量為M，以速度v0勻速行駛，從艇上以相對(duì)海岸的水平速度v沿前進(jìn)方向射出一質(zhì)量為m的炮彈，發(fā)射炮彈后艇的速度為v′，若不計(jì)水的阻力，則下列各關(guān)系式中正確的是________．(填選項(xiàng)前的編號(hào))A．Mv0＝(M－m)v′＋mvB．Mv0＝(M－m)v′＋m(v＋v0)C．Mv0＝(M－m)v′＋m(v＋v′)D．Mv0＝Mv′＋mv第33頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四解析：動(dòng)量守恒定律中的速度都是相對(duì)于同一參照物的，題目中所給炮彈的速度v是相對(duì)于河岸的，即相對(duì)于地面的，所以有：Mv0＝(M－m)v′＋mv，故選項(xiàng)A正確．其他選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：A第34頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四3．質(zhì)量都為m的小球a、b、c以相同的速度分別與另外三個(gè)質(zhì)量都為M的靜止小球相碰后，a球被反向彈回，b球與被碰球粘合在一起仍沿原方向運(yùn)動(dòng)，c球碰后靜止，則下列說法正確的是()A．m一定小于MB．m可能等于MC．b球與質(zhì)量為M的球組成的系統(tǒng)損失的動(dòng)能最大D．c球與質(zhì)量為M的球組成的系統(tǒng)損失的動(dòng)能最大第35頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四解析：由a球被反向彈回，可以確定三小球的質(zhì)量m一定小于M；若m≥M，則無論如何m不會(huì)被彈回．當(dāng)m與M發(fā)生完全非彈性碰撞時(shí)損失的動(dòng)能最大，b與M粘合在一起，發(fā)生的是完全非彈性碰撞，則選項(xiàng)A、C正確．答案：AC第36頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4．(2010·福建卷)如下圖所示，一個(gè)木箱原來靜止在光滑水平面上，木箱內(nèi)粗糙的底板上放著一個(gè)小木塊．木箱和小木塊都具有一定的質(zhì)量．現(xiàn)使木箱獲得一個(gè)向右的初速度v0，則________．(填選項(xiàng)前的字母)第37頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四A．小木塊和木箱最終都將靜止B．小木塊最終將相對(duì)木箱靜止，二者一起向右運(yùn)動(dòng)C．小木塊在木箱內(nèi)壁將始終來回往復(fù)碰撞，而木箱一直向右運(yùn)動(dòng)D．如果小木塊與木箱的左壁碰撞后相對(duì)木箱靜止，則二者將一起向左運(yùn)動(dòng)答案：

B第38頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四第39頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四答案：D

第40頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四6.如下圖所示為實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．(1)若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則()A．m1＞m2，r1＞r2B．m1＞m2，r1＜r2C．m1＞m2，r1＝r2D．m1＜m2，r1＝r2第41頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四(2)為完成此實(shí)驗(yàn)，以下所提供的測量工具中必需的是______________________________________．(填下列對(duì)應(yīng)的字母)A．直尺 B．游標(biāo)卡尺 C．天平D．彈簧秤 E．秒表(3)設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置，則關(guān)系式(用m1、m2及圖中字母表示)________________成立，即表示碰撞中動(dòng)量守恒．第42頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四第43頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四第44頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四 9月27日16時(shí)43分航天員翟志剛實(shí)現(xiàn)中國首次太空出艙，第—次實(shí)現(xiàn)了中國人太空行走的夢(mèng)想，期間翟志剛共進(jìn)行了19分35秒的太空行走，在此過程中翟志剛與飛船一起以每秒7.8公里的速度“走”過了9165公里，由此成為“走”得最快的中國人．假設(shè)宇航員翟志剛進(jìn)行太空行走時(shí)的總質(zhì)量為M，開始時(shí)他和飛船相對(duì)靜止，為了離開飛船獨(dú)自運(yùn)動(dòng)，翟志剛利用所攜帶的氧氣槍以每秒n次的頻率向同一方向連續(xù)噴出氣體，每次噴出的氣體質(zhì)量為m，氣體噴出時(shí)的速度為v，則第45頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四(1)當(dāng)?shù)谌螄姵鰵怏w后，宇航員的速度達(dá)到多大？(2)開始噴氣后第1秒末，宇航員的速度為多大？

第46頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四【思路點(diǎn)撥】題述情境屬反沖現(xiàn)象，宇航員和氣體系統(tǒng)動(dòng)量守恒，可運(yùn)用動(dòng)量守恒定律求解．第47頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四第48頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四第49頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的解題步驟(1)明確研究對(duì)象，確定系統(tǒng)的組成(系統(tǒng)包括哪幾個(gè)物體及研究的過程)；(2)進(jìn)行受力分析，判斷系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒(或某一方向上是否守恒)；(3)規(guī)定正方向，確定初末狀態(tài)動(dòng)量；(4)由動(dòng)量守恒定律列出得分方程；(5)代入數(shù)據(jù)，求出結(jié)果必要時(shí)討論說明．第50頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四第51頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四第52頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四第53頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四 如圖所示是固定在水平地面上的橫截面為“”形的光滑長直導(dǎo)軌槽，槽口向上(圖為俯視圖)．槽內(nèi)放置一個(gè)木質(zhì)滑塊，滑塊的左半部是半徑為R的半圓柱形光滑凹槽，木質(zhì)滑塊的寬度為2R，比“”形槽的內(nèi)側(cè)寬度略?。F(xiàn)有一半徑為r(r?R)的金屬小球以水平初速度v0沖向滑塊，從滑塊的一側(cè)半圓形槽口邊緣進(jìn)入．已知金屬小球的質(zhì)量為m，木質(zhì)滑塊的質(zhì)量為5m，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中無機(jī)械能損失．求：第54頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四(1)當(dāng)金屬小球滑離木質(zhì)滑塊時(shí)，金屬小球和木質(zhì)滑塊的速度各是多大；(2)當(dāng)金屬小球經(jīng)過木質(zhì)滑塊上的半圓柱形槽的最右端A點(diǎn)時(shí)，金屬小球的速度大?。?5頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四第56頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四2－1：(2010·上海卷)在核反應(yīng)堆中，常用減速劑使快中子減速．假設(shè)減速劑的原子核質(zhì)量是中子的k倍，中子與原子核的每次碰撞都可看成是彈性正碰．設(shè)每次碰撞前原子核可認(rèn)為是靜止的，求N次碰撞后中子速率與原速率之比．解析：

設(shè)中子和做減速劑的物質(zhì)的原子核A的質(zhì)量分別為mn和mA，碰撞后速度分別為v′n和v′A.碰撞前后的總動(dòng)量和總能量守恒，有第57頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四第58頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四 某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)：在小車A的前端黏有橡皮泥，推動(dòng)小車A使之做勻速運(yùn)動(dòng)，

然后與原來靜止在前方的小車B相碰并黏合成一體，繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)，他設(shè)計(jì)的具體裝置如下圖(a)所示．在小車A后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz，長木板右端下面墊放小木片用以平衡摩擦力．

(a)

第59頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四(1)若已測得打點(diǎn)紙帶如上圖(b)所示，并測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距(已標(biāo)在圖上)，A為運(yùn)動(dòng)起始的第一點(diǎn)，則應(yīng)選________段來計(jì)算A的碰前速度，應(yīng)選________段來計(jì)算A和B碰后的共同速度(以上兩空選填“AB”或“BC”或“DC”或“DE”)．(2)已測得小車A的質(zhì)量m1＝0.40kg，小車B的質(zhì)量m2＝0.20kg由以上測量結(jié)果可得：碰前總動(dòng)量p0＝______kg·m/s；，碰后總動(dòng)量p＝________kg·m/s.(b)

第60頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四解析：

(1)從分析紙帶上打點(diǎn)情況看，BC段既表示小車做勻速運(yùn)動(dòng)，又表示小車有較大速度，因此BC段能較準(zhǔn)確地描述小車A在碰撞前的運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)選用BC段計(jì)算A的碰前速度．從CD段打點(diǎn)情況看，小車的運(yùn)動(dòng)情況還沒穩(wěn)定，而在DE段內(nèi)小車運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，故應(yīng)選DE段計(jì)算碰后A和B的共同速度．第61頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四答案：

(1)BC

DE(2)0.4200.417

第62頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四3－1：某同學(xué)用下圖所示的裝置通過半徑相同的A、B兩球(mA>mB)的碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽．實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡．重復(fù)這種操作10次．圖甲中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)．B球落點(diǎn)痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊．第63頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四第64頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為________cm；(2)在以下選項(xiàng)中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測量？________.(填選項(xiàng)號(hào))A．水平槽上未放B球時(shí)，測量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離B．A球與B球碰撞后，測量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離C．測量A球或B球的直徑D．測量A球和B球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比)E．測量O點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度第65頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四(3)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)入射小球在斜槽上釋放點(diǎn)的高低對(duì)實(shí)驗(yàn)影響的說法中正確的是()A．釋放點(diǎn)越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，誤差越小B．釋放點(diǎn)越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測量的相對(duì)誤差越小，兩球速度的測量越準(zhǔn)確C．釋放點(diǎn)越高，兩球相碰時(shí)，相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后動(dòng)量之差越小，誤差越小D．釋放點(diǎn)越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱?，軌道?duì)被碰小球的阻力越小第66頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四解析：

(1)如題圖所示，用一盡可能小的圓把小球落點(diǎn)圈在里面，由此可見圓心C的位置是65.7cm.這也是小球落點(diǎn)的平均位置．(2)本實(shí)驗(yàn)中要測量的數(shù)據(jù)有：兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2，三個(gè)落點(diǎn)的距離s1、s2、s3，所以應(yīng)選A、B、D.(3)入射球的釋放點(diǎn)越高，入射球碰前速度越大，相碰時(shí)內(nèi)力越大，阻力的影響相對(duì)減小，可以較好地滿足動(dòng)量守恒的條件．也有利于減少測量水平位移時(shí)的相對(duì)誤差，從而使實(shí)驗(yàn)的誤差減小，選項(xiàng)C正確．答案：

(1)65.7(65.5～65.9均可)

(2)A、B、D

(3)C第67頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四第68頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四1．(2011·廣東廣州)物體動(dòng)量變化量的大小為5kg·m/s，這說明()A．物體的動(dòng)量在減小B．物體的動(dòng)量在增大C．物體的動(dòng)量大小也可能不變D．物體的動(dòng)量大小一定變化解析：

動(dòng)量是矢量，動(dòng)量變化了5kg·m/s，物體動(dòng)量的大小可能在增加，也可能在減小，還可能不變，如物體以大小為5kg·m/s的動(dòng)量做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的動(dòng)量大小保持不變，當(dāng)末動(dòng)量方向與初動(dòng)量方向間的夾角為60°時(shí)，物體的動(dòng)量變化量的大小為5kg·m/s.答案：

C第69頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四2．(2011·福建廈門)a、b兩球在光滑的水平面上沿同一直線發(fā)生正碰，作用前a球動(dòng)量pa＝30kg·m/s，b球動(dòng)量pb＝0，碰撞過程中，a球的動(dòng)量減少了20kg·m/s，則作用后b球的動(dòng)量為()A．－20kg·m/sB．10kg·m/sC．20kg·m/s D．30kg·m/s解析：

碰撞過程中，a球的動(dòng)量減少了20kg·m/s，故此時(shí)a球的動(dòng)量是10kg·m/s，a、b兩球碰撞前后總動(dòng)量保持不變?yōu)?0kg·m/s，則作用后b球的動(dòng)量為20kg·m/s.答案：

C第70頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四3．質(zhì)量為M的物塊以速度v運(yùn)動(dòng)，與質(zhì)量為m的靜止物塊發(fā)生正撞，碰撞后兩者的動(dòng)量正好相等，兩者質(zhì)量之比M/m可能為()A．2 B．3C．4 D．5答案：

AB

第71頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4．(2011·湖南三十二校)將一個(gè)質(zhì)量為3kg的木板置于光滑水平面上，另一質(zhì)量為1kg的物塊放在木板上．已知物塊和木板間有摩擦，而木板足夠長，若兩者都以大小為4m/s的初速度向相反方向運(yùn)動(dòng)(如圖)，則當(dāng)木板的速度為2.4m/s時(shí)，