网校教育资源平台

4-7 核能利用 小粒子与大宇宙

评价文档:
文档评论: 0

相关文档推荐

2018-2019学年同步套餐选修3-5粤教版:第4章 第3节 放射性同位素
免费
2018-2019学年同步套餐选修3-5粤教版:第4章 第5节 裂变和聚变
免费
2018-2019学年同步套餐选修3-5粤教版:第4章 第6节 核能利用 第7节 小粒子与大宇宙
免费
2018-2019学年同步套餐选修3-5粤教版:第4章 第4节 核力与结合能
免费
2018-2019学年同步套餐选修3-5粤教版:第1章 第4节 反冲运动
免费
2018-2019学年同步套餐选修3-5粤教版:第3章 第4节 原子的能级结构
免费
2018-2019学年同步套餐选修3-5粤教版:第1章 第1节 物体的碰撞
免费
2018-2019学年同步套餐选修3-5粤教版:第1章 章末分层突破
免费
2018-2019学年同步套餐选修3-5粤教版:第3章 第2节 原子的结构
免费
2018-2019学年同步套餐选修3-5粤教版:第2章 第5节 德布罗意波
免费
2018-2019学年同步套餐选修3-5粤教版:第4章 章末分层突破
免费
2018-2019学年同步套餐选修3-5粤教版:第2章 第1节 光电效应 第2节 光子
免费
2018-2019学年同步套餐选修3-5粤教版:第3章 章末分层突破
免费
2018-2019学年同步套餐选修3-5粤教版:第1章 第2节 动量 动量守恒定律
免费
2018-2019学年同步套餐选修3-5粤教版:第2章 第3节 康普顿效应及其解释 第4节 光的波粒二象性
免费
2018-2019学年同步套餐选修3-5粤教版:第3章 第1节 敲开原子的大门
免费
2018-2019学年同步套餐选修3-5粤教版:第3章 第3节 氢原子光谱
免费
2018-2019学年同步套餐选修3-5粤教版:第2章 章末分层突破
免费
2018-2019学年同步套餐选修3-5粤教版:第1章 第3节 动量守恒定律在碰撞中的应用
免费
2018-2019学年同步套餐选修3-5粤教版:第4章 第1节 走进原子核
免费
分享到:
10积分 下载
                中国现代教育网    www.30edu.com  全国最大教师交流平台

                             章末整合提升


 一、动量定理及应用

 1.内容:物体所受合外力的冲量等于物体动量的改变量.

 2.公式:Ft=mvt-mv0,它为矢量式,在一维情况时可变为代数运算.
 3.研究对象是质点:它说明的是外力对时间的积累效果.应用动量定理分析或
 解题时,只考虑物体的初、末状态的动量,而不必考虑中间的运动过程.

 4.解题思路:(1)确定研究对象,进行受力分析;(2)确定初、末状态的动量(要
 先规定正方向,以便确定动量的正、负,还要把初、末状态的速度换成相对于

 同一惯性参考系的速度);(3)利用            Ft=mvt-mv0  列方程求解.
 【例  1】 质量为      0.2 kg 的小球竖直向下以       6 m/s 的速度落至水平地面,再以            4 
 m/s 的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞前、后的动量
 变化为________ kg·m/s.若小球与地面的作用时间为              0.2 s,则小球受到地面的平
均作用力大小为________N(取         g=10 m/s2).
 答案 2 12

 解析 由题知      v2=4         m/s 方向为正,则动量变化          Δp=mv2-mv1=0.2×4 

 kg·m/s-0.2×(-6)kg·m/s=2   kg·m/s.由动量定理     Ft=Δp 得(FN-mg)t=Δp,则

     Δp       2

 FN= t +mg=0.2 N+0.2×10 N=12 N.
                中国现代教育网    www.30edu.com  全国最大教师交流平台

 借题发挥 (1)动量、动量的变化量和动量定理都是矢量或矢量式,应用时先规
 定正方向.

                   Δp
 (2)物体动量的变化率Δt等于它所受的力,这是牛顿第二定律的另一种表达形
 式.

 二、多过程问题中的动量守恒

 1.正确选择系统(由哪几个物体组成)和过程,分析系统所受的外力,看是否满
 足动量守恒的条件.

 2.准确选择初、末状态,选定正方向,根据动量守恒定律列方程.
 【例  2】 如图     1 所示,光滑水平轨道上放置长木板               A(上表面粗糙)和滑块        C,

 滑块  B 置于  A 的左端,三者质量分别为           mA=2 kg、mB=1 kg、mC=2 kg.开始时

 C 静止,A、B    一起以    v0=5  m/s 的速度匀速向右运动,A          与 C 发生碰撞(时间极
短)后   C 向右运动,经过一段时间,A、B             再次达到共同速度一起向右运动,且
恰好不再与      C 碰撞.求    A 与  C 发生碰撞后瞬间       A 的速度大小.

                                 图  1
 答案 2 m/s
 解析 长木板      A 与滑块   C 处于光滑水平轨道上,两者碰撞时间极短,碰撞过程
 中滑块   B 与长木板    A 间的摩擦力可以忽略不计,长木板               A 与滑块    C 组成的系统,

在碰撞过程中动量守恒,则             mAv0=mAvA+mCvC
 两者碰撞后,长木板         A 与滑块   B 组成的系统,在两者达到同速之前系统所受合

 外力为零,系统动量守恒,mAvA+mBv0=(mA+mB)v
 长木板   A 和滑块   B 达到共同速度后,恰好不再与滑块               C 碰撞,则最后三者速度

 相等,vC=v

 联立以上各式,代入数值解得:vA=2 m/s
 【例  3】 两块厚度相同的木块            A 和 B,紧靠着放在光滑的水平面上,其质量

 分别为   mA=0.5 kg,mB=0.3 kg,它们的下底面光滑,上表面粗糙;另有一质量

 mC=0.1  kg 的滑块   C(可视为质点),以       vC=25  m/s 的速度恰好水平地滑到          A 的
 上表面,如图      2 所示,由于摩擦,滑块最后停在木块                B 上,B  和  C 的共同速度
 为 3 m/s,求:
                中国现代教育网    www.30edu.com  全国最大教师交流平台


                                 图  2
 (1)当 C 在 A 的上表面滑动时,C        和  A 组成的系统动量是否守恒?C、A、B               三
个物体组成的系统动量是否守恒?

 (2)当 C 在 B 的上表面滑动时,C        和  B 组成的系统动量是否守恒?C            刚滑上    B 时

的速度    vC′是多大?
 答案 (1)不守恒 守恒 (2)守恒 4.2 m/s
 解析 (1)当   C 在  A 的上表面滑动时,由于          B 对 A 有作用力,C      和 A 组成的系
 统动量不守恒.对于         C、A、B   三个物体组成的系统,所受外力的合力为零,动
 量守恒.
 (2)当 C 在 B 的上表面滑动时,C        和  B 发生相互作用,系统不受外力作用,动量
 守恒.由动量守恒定律得:

 mCvC′+mBvA=(mB+mC)vBC
                                                                   ①
 A、B、C   三个物体组成的系统,动量始终守恒,从                  C 滑上   A 的上表面到     C 滑
离  A,由动量守恒定律得:

 mCvC=mCvC′+(mA+mB)vA\
                                                                   ②

 由以上两式联立解得         vC′=4.2 m/s,vA=2.6 m/s.
 三、动量和能量综合问题分析

 1.动量定理和动量守恒定律是矢量表达式,还可写出分量表达式;而动能定理
 和能量守恒定律是标量表达式,绝无分量表达式.

 2.动量守恒及机械能守恒都有条件.
 注意某些过程动量守恒,但机械能不守恒;某些过程机械能守恒,但动量不守
 恒;某些过程动量和机械能都守恒.但任何过程,能量都守恒.

 3.当两物体相互作用后具有相同速度的过程损失的机械能最多.

 【例  4】 如图     3 所示,两质量分别为         m1 和 m2 的弹性小球    A、B  叠放在一起,
 从高度为    h 处自由落下,且       h 远大于两小球半径,所有的碰撞都是完全弹性碰

 撞,且都发生在竖直方向.已知              m2=3m1,则小球      A 反弹后能达到的高度为(  )
               中国现代教育网    www.30edu.com  全国最大教师交流平台


                                图  3
A.h                                 B.2h
C.3h                                D.4h
答案 D
解析 两小球下降过程为自由落体运动,触地时两球速度相同,v=                             2gh,B  球
碰撞地之后,速度瞬间反向,大小相等,选                   A 与 B 碰撞过程进行研究,碰撞前

后动量守恒,设碰后         A、B  速度大小分别为       v1、v2,选竖直向上方向为正方向,

                                        1           1   12
                                                 2
则 m2v-m1v=m1v1+m2v2,由能量守恒定律得2(m1+m2)v             =2m1v    +
1  22
                                       2gh
2m2v   ,且  m2=3m1,联立解得       v1=2v=2     ,v2=0,故小球      A 反弹后能达
              12
             v
到的高度为     H=  2g =4h,选项   D 正确.
                               H
【例  5】 如图     4 所示,半径为      R=2、质量为     m 的半圆形槽紧靠竖直墙壁放在
光滑水平面上.在半圆形槽左侧上方高度为                   H 处有一个质量也为        m 的光滑小球
(可看作质点)由静止释放,求:


                                图  4
(1)小球到达半圆形槽底时的速度大小;
(2)小球经过槽底后上升的最大高度(相对槽底).
                3
答案 (1)   3gH (2)4H
解析 (1)小球到达半圆形槽底的过程中,槽保持静止,小球的机械能守恒,设

                                             1  02
                                                            3gH
小球到达槽底时的速度大小为             v0,则有   mg(H+R)=2mv      ,得   v0=
               中国现代教育网    www.30edu.com  全国最大教师交流平台

(2)设小球上升的最大高度(相对槽底)为              h,在最高点,小球的速度方向水平、速

度大小和槽的速度大小均为            v1.小球从槽底到最高点过程,系统水平方向动量守

恒,机械能守恒,有         mv0=2mv1

1  02   1                     3
2mv   =2×2mv21+mgh,解得      h=4H.
10积分下载