河北省保定市2013年高考物理最新权威核心预测《动量原子物理》

河北保定2013年高考物理最新权威核心预测 动量 原子物理（选修3－5） 第1课时 动量守恒定律及应用 知识规律整合 基础回扣 1．动量是矢量，其方向与____________的方向相同。

2．动量的变化是物体的末动量与初动量的__________差，表达式为初末－＝ppp，动量变化的方向与___________的方向相同，也就是与加速度方向相同，即与物体所受___________________的方向相同。 3．动量守恒定律 （1）内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的___________为零，这个系统的总动量保持不变。

（2）表达式：11vm+22vm＝2211vmvm； 或pp（系统相互作用总前动量等于相互作用后总动量p）； 或p＝0（系统总动量的增量为零）； 或21pp（相互作用两个物体组成的系统，两物体动量增量__________）; （3）守恒条件 ①系统不受外力或系统虽受外力但所受外力的___________________ ②系统合外力不为零，但在某一方向上系统_________________，则在该方向上系统动量守恒 ③系统虽受外力，但外力远小于内力且作用时间极短，如碰撞、爆炸过程。 4．弹性碰撞与非弹性碰撞 碰撞过程遵从________________定律，如果碰撞过程中机械能也守恒，这样的碰撞叫做_____________碰撞；如果碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。 5．爆炸与碰撞问题的共同特点是相互作用力为变力且____________________，内力远远大于系统所受外力，均可用动量守恒定律处理。 6．碰撞问题同时遵守的三条原则是： ①系统动量守恒原则 ②物理情景可行性原则： 速度要符合物理情景，如果碰撞前两物体同向运动，则后面的物体速度必

__________________前面物体的速度，即前后vv，否则无法实现碰撞，碰撞后，原来在前的物体的速度一定增大，且原来在前的物体速度大于或等于原来在后的物体的速度，则前v后v，否则碰撞没有结束。

如果碰前两物体是相向运动，则碰后，两物体的运动方向不可能___________，除非两物体碰撞后速度为零。 ③不违背_________守恒原则 碰撞过程满足kEkE 即22221122221121212121vmvmvmvm或2221212221212222mpmpmpmp 思路和方法 1．系统化思维方法，就是根据众多的已知要素、事实、按照一定的联系方式，将其部分连接成整体的方法。 （1）对多个物理过程进行整体思维，即把几个过程合为一个过程来处理，如用动量守恒定律解决比较复杂的运动 （2）对多个研究对象进行整体思维，即把两个或两个以上的独立物体合为整体进行考虑，如应用动量守恒定律时，就是把多个物体看成整体（或系统） 2．运用动量守恒定律的步骤： （1）确定研究对象（系统）； （2）做好受力分析，判断是否守恒； （3）确定守恒过程； （4）选取正方向，明确初、末状态； （5）列议程求解 自测自查 1．下列说法中，违反动量守恒定律的是 A．两上运动物体A和B相碰后合为一体，A减少的动量等于B增加的动量 B．质量相等的两上物体，以相同的速率相向运动，做正碰后以原来的速率分开 C．质量不等的两个物体，以相同的速率相向运动，做正碰后以某一相同速率向同一方向运动 D．质量不等的两个物体，以相同的速率相向运动，做正碰后各以原来的速率分开

2．如图9－1－1所示，A、B两物体质量之比BAmm:＝3 ：2，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则 A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统的动量守恒 B．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统的动量守恒 C．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统的动量守恒 D．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统的动量守恒 3．（海南·19（2））一置于桌面上质量为M的玩具炮，水平发射质量为的炮弹，炮可在水平方向自由移动，当炮身上未放置其他重物时，炮弹可击中水平地面上的目标A；当炮身上固定一质量为Mo的重物时，在原发射位置沿同一方向发射的炮弹可击中水平地面上的目标B，炮口离水平地面的高度为h，如果两次发射时“火药”提供的机械能相等，求B、A两目标与炮弹发射点之间的水平距离之比。

重点热点透析 题型1 动量守恒定律的理解及应用 例1 （山东调研）如图9－1－2所示，木板的A质量

Am＝1kg，足够长的木板B的质量Bm＝4kg，质量为Cm＝2kg的林块C置于木板B上，水平面光滑，B、C之间有摩擦，现使A以smv/10

的初速度向右运动，与B碰撞后以4m/s速度弹回，求： （1）B运动过程中的最大速度； （2）C运动过程中的最大速度； 规律总结 1．因为动量是矢量，所以动量守恒定律的表达式是矢量式，在作用前后动量都在一条直线上时，选取正方向，将矢量运算简化为代数运动。

2．速度与参考系的选取有关，因此相互作用的物体的速度1v、2v、1v、2v必须都相对同一参考系，通常相对地面而言。 3．对于多个物体或多运动过程问题的处理，应根据需要划分不同的运动过程，或者选取不同的物体为系统，看是否满足动量守恒的条件，应用动量守恒定律解决问题。

强化练习1 （2008·泰安模拟）质量为1m1.0kg和2m（质量未知）的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其tx（位移－时间）图象如图9－1－3所示，试通过计算回答下列问题：

（1）2m等于多少千克？

（2）质量为1m的物体在碰撞过程中动量变化量是多少？ （3）碰撞过程是弹性碰撞还是非弹性碰撞？ 题型2 动量与能量的结合 例2 （太原模拟）（14分）如图9－1－4所示，O为一水平轴，轴上系一长l＝0.6m的细绳，细绳的下端系一质量m=1.0kg的小球（可视为质点），原来处于静止状态，球与平台的B点接触但对平台无压力，平台高h＝0.80m，一质量M＝2.0kg的小球沿平台自左向右运动到B处与小球m发生正碰，碰后小球m在绳的约束下做圆周运动，经最高点A点，绳上的拉力恰好等于摆球的重力，而M落在水平地面上的C点，其水平位移为s＝1.2m，求质量为M的小球与m碰撞前的速度。（取g=10 m/s2）

满分展示，名师教你如何得分 解析 M与碰撞前后

210MvmvMv ①（4分）

M离开平台后

22

1gth

②（1分）

tvs2 ③（1分）

从B到A的过程中

212212

1

2mvmvlmgA

④（4分）

在A点时

lvmmgA22

⑤（2分） 规律总结 机械能守恒定律和动量守恒定律研究的都是系统相互作用过程中满足的规律，不同之处是各自的守恒条件不同，要根据题设的物理情景和物理过程，确定满足的物理规律，机械能守恒为标量式，但势能可能出现负值；动量守恒为矢量式，选取正方向后列代数式。 强化练习2 （2008·汕尾模拟）如图9－1－5所示，长为L的细绳竖起悬挂着一质量为2的

小球A（rr,L为小球半径），恰好紧挨着放置在水平面上质量为的物块B，现保挂细绳绷直，把小球向左上方拉至细胞与竖起方向60o的位置，然后释放小球，小球到达最低点时恰好与物块发生碰撞，而后小球向右摆动的最大高度为L/8，物块则向右滑动了L的距离而静止，求物块与水平面间的动摩擦因数。

题型3 动量与原子物理的结合 例3 （2008·潍坊模拟）关于“原子核组成”的研究，经历了一些重要阶段，其中： （1）1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核从而发现了质子，其核反应方程为________ ________________________ （2）1919年，查德威克用一种中性粒子流轰击氢原子和氮原子，打出了一些氢核（质子）和氮核，测量出被打出的氢核和氮核的速度，并由此推算出这种粒子的质量而发现中子，查德威克认为，原子核的热运动速度远小于中性粒子的速度而可以忽略不计；被碰出的氢核、氮核之所以会具有不同的速率是由于碰撞的情况不同而造成的，其中速率最大的应该是弹

性正碰的结果，实验中测得被碰氢核的最大速度为Hv＝3.30×107 m/s，被碰氮核的最大

速度为Nv＝4.50×106 m/s，已知HNmm14。 请你根据查德威克的实验数据，推导中性粒子（中子）的质量与氢核的质量Hm的关系？（保留三位有效数字） 复习指导 本题以微观世界的原子物理为命题素材，将动量守恒和能量守恒综合运用，既遵循宏观世界的常见规律，又具有微观世界的明显特点，对学生的理解能力、迁移能力、综合能力有较深的考查，在新课改省，这种题型是目前最为走俏的考题形式。 强化练习3 （2008·泰安模拟）如图9－1－6为氢原子能级示意图，现

有每个电子的动能都是Ee＝12.89eV的电子束与处在的氢原子发生

相向正碰，已知碰撞前一个电子和一个氢原子的总动量为零，碰撞后氢原子受激发，跃迁到4n的能级，求碰撞后一个电子和一个受

激氢原子的总动能是多少？已知电子的质量em与氢原子的质量Hm之比为5.445×10-4