2022年高考物理考点知识总结.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全高考物理考点学问总结(6)选修 3-5 高考物理 2022-04-04 09:06:51 阅读 46 评论 0 字号:大中小订阅选修 3-5 学问点99动量 动量守恒定律 1、冲量 冲量可以从两个侧面的定义或说明;作用在物体上的力和力的作用时间的乘积 , 叫做该力对这物体的冲量;冲量是力对时间的累积效应;力对物体的冲量 , 使物体的动量发生变化; 而且冲量等于物体动量的变化;冲量的表达式I = Ft;单位是牛顿 秒冲量是矢量 , 其大小为力和作用时间的乘积, 其方向沿力的作用方向;假如物体在时间 t 内受到几个恒力的作用, 就合力的冲
2、量等于各力冲量的矢量和, 其合成规律遵守平行四边形法就;2、动量 可以从两个侧面对动量进行定义或说明;物体的质量跟其速度的乘积 , 叫做物体的动量;动量是物体机械运动的一种量度;动量的表达式 P = mv ;单位是千克米 / 秒;动量是矢量 , 其方向就是瞬时速度的方向;由于速度是相对的, 所以动量也是相对的 , 我们啊3、动量定理 物体动量的增量 , 等于相应时间间隔力 , 物体所受合外力的冲量;表达式为;运用动量定理要留意 动量定理是矢量式;合外力的冲量与动量变化方向一样 , 合外力的冲量方向与初末动量方向无直接联系;合外力可以是恒力 , 也可以是变力;在合外力为变力时 , F 可以视为在
3、时间间隔 t 内的平均作用力;动量定理不仅适用于单个物体 , 而且可以推广到物体系;4、动量守恒定律 当系统不受外力作用或所受合外力为零 , 就系统的总动量守恒;动量守恒定律依据实际情形有多种表达式 , 一般常用等号左右分别表示系统作用前后的总动量;运用动量守恒定律要留意以下几个问题 : 动量守恒定律一般是针对物体系的, 对单个物体谈动量守恒没有意义;名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全对于某些特定的问题, 例如碰撞、爆炸等, 系统在一个特别短的时间内, 系统内部各物体相互作用力, 远比它们所受到外界作用力
4、大, 就可以把这些物体看作一个所受合外力为零的系统处理, 在这一短临时间内遵循动量守恒定律;运算动量时要涉及速度 , 这时一个物体系内各物体的速度必需是相对于同一惯性参照系的 , 一般取地面为参照物;动量是矢量 , 因此 “系统总动量 ”是指系统中全部物体动量的矢量和 , 而不是代数和;动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情形;有时虽然系统所受合外力不等于零 , 但只要在某一方面上的合外力重量为零 是守恒的;, 那么在这个方向上系统总动量的重量动量守恒定律有广泛的应用范畴;只要系统不受外力或所受的合外力为零 , 那么系统内部各物体的相互作用 , 不论是万有引力、弹力、摩擦力 , 仍是电力、磁力
5、 , 动量守恒定律都适用;系统内部各物体相互作用时 , 不论具有相同或相反的运动方向 ; 在相互作用时不论是否直接接触 ; 在相互作用后不论是粘在一起 , 仍是分裂成碎块 , 动量守恒定律也都适用;5、动量与动能、冲量与功、动量定理与动能定理、动量守恒定律与机械能守恒定律的比较;动量与动能的比较 : 动量是矢量 , 动能是标量;动量是用来描述机械运动相互转移的物理量而动能往往用来描述机械运动与其他运动 比如热、光、电等相互转化的物理量;比如完全非弹性碰撞过程争论机械运动转移 速度的变化可以用动量守恒 , 如要争论碰撞过程转变成内能的机械能就要用动能为缺失去运算了;所以动量和动能是从不同侧面反映
6、和描述机械运动的物理量;冲量与功的比较 , 冲量描述的是力的时间累积效应 量是矢量 , 功是标量;冲量过程一般相伴着动量的变化过程, 功是力的空间累积效应;冲 , 而做功过程一般相伴着动能的转变过程;至于到底从哪一角度来争论 , 要依据实际需要来打算;动量定理与动能定理的比较 , 两个定理是冲量与动量变化 , 功与动能变化之间关系的详细表述;前一个是矢量式 , 后一个是标量式;在一个物体系内 , 作用力与反作用力冲量总是等值反向 , 并在一条直线上 , 内力冲量的矢量和等于零 , 但内力功的代数和不肯定为零 , 在子弹打木块的问题中一对滑动摩擦力做功的代数和等于系统内能的增量;动量守恒定律与机
7、械能守恒定律比较, 前者是矢量式 , 有广泛的适用范畴, 而后者是标量式其适用范畴就要窄得多;这些区分在使用中肯定要留意;名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全6、碰撞两个物体相互作用时间极短, 作用力又很大 , 其他作用相对很小, 运动状态发生显著化的现象叫做碰撞;以物体间碰撞形式区分, 可以分为 “对心碰撞 ” 正碰 , 而物体碰前速度沿它们质心的连线 ; “非对心碰撞 ” 中学阶段不争论;以物体碰撞前后两物体总动能是否变化区分, 可以分为 : “弹性碰撞 ”;碰撞前后物体系总动能守恒 ; “非弹性碰撞
8、”完全非弹性碰撞是非弹性碰撞的特例 , 这种碰撞 , 物体在相碰后粘合在一起 , 动能缺失最大;各类碰撞都遵守动量守恒定律和能量守恒定律 , 不过在非弹性碰撞中 , 有一部分动能转变成了其他形式能量 , 因此动能不守恒了;100验证动量守恒定律(试验、探究)【试验目的】争论在弹性碰撞的过程中,相互作用的物体系统动量守恒【试验原理】利用图 -1 的装置验证碰撞中的动量守恒,让一个质量较大的球从斜槽上滚下来,跟放在斜槽末端上的另一个质量较小的球发生碰撞,两球均做平抛运动由于下落高度相同,从而导致飞行时间相等,我们用它们平抛射程的大小代替其速度小球的质量可以测出,速度也可间接地知道,如满意动量守恒式
9、 证动量守恒定律m1v1=m1v1 +m2v2 ,就可验进一步分析可以知道,假如一个质量为m1 ,速度为 v1 的球与另一个质量为m2 ,速度为 v2 的球相碰撞,碰撞后两球的速度分别为 m1v1+m2v2=m1v1+m2v2 【试验器材】v1和 v2,就由动量守恒定律有:两个小球(大小相等,质量不等);斜槽;重锤线;白纸;复写纸;天平;刻度尺;圆规名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全【试验步骤】1.用天平分别称出两个小球的质量 m1 和 m2 ;2.按图 -2 安装好斜槽,留意使其末端切线水平,并在地面适
10、当的位置放上白纸和复写纸,并在白纸上登记重锤线所指的位置 O 点. 3.第一在不放被碰小球的前提下,让入射小球从斜槽上同一位置从静止滚下,重复数次,便可在复写纸上打出多个点,用圆规作出尽可能小的圆,将这些点包括在圆内,就圆心就是不发生碰撞时入射小球的平均位置 P 点(图 -40 ); 4. 将被碰小球放在斜槽末端上,使入射小球与被碰小球能发生正碰;5.让入射小球由某肯定高度从静止开头滚下,重复数次,使两球相碰,依据步骤 3 的方法求出入球落地点的平均位置 M 和被碰小球落地点的平均位置 N;6.过 ON 在纸上做一条直线,测出OM、OP、ON 的长度;7.将数据代入以下公式,验证公式两边数值是
11、否相等(在试验误差答应的范畴内):m1 OP=m1 OM+m2ON 【留意事项】1“水平 ”和 “正碰 ”是操作中应尽量予以满意的前提条件2测定两球速度的方法,是以它们做平抛运动的水平位移代表相应的速度3斜槽末端必需水平,检验方法是将小球放在平轨道上任何位置,看其能否都保持静 止状态4入射球的质量应大于被碰球的质量5入射球每次都必需从斜槽上同一位置由静止开头滚下方法是在斜槽上的适当高度 处固定一档板,小球靠着档板后放手释放小球6试验过程中,试验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变7m1 OP=m1 OM+m2ON 式中相同的量取相同的单位即可名师归纳总结 - - - - - - -第 4
12、页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全【误差分析】误差来源于试验操作中,两个小球没有达到水平正碰,一是斜槽不够水平,二是两球 球心不在同一水平面上,给试验带来误差每次静止释放入射小球的释放点越高,两 球相碰时作用力就越大,动量守恒的误差就越小应进行多次碰撞,落点取平均位置 来确定,以减小偶然误差以下一些缘由可能使试验产生误差:1如两球不能正碰,就误差较大;2斜槽末端如不水平,就得不到精确的平抛运动而造成误差;3O、P、M、N 各点定位不精确带来了误差;4测量和作图有偏差;5仪器和试验操作的重复性不好,使得每次做试验时不是统一标准【典型例题】例 1(2000
13、 年全国高考)某同学用如图-3 所示装置通过半径相同的A、B 两球的碰撞来验证动量守恒定律图中 PQ 是斜槽, QR 为水平槽试验时先使 A 球从斜槽上某 一固定位置 G 由静止开头滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹重复上述 操作 10 次,得到 10 个落点痕迹,再把 B 球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让 A 球仍从位置 G 由静止开头滚下,和B 球碰撞后, A、B 球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹重复这种操作10 次如图 -41 中 O 点是水平槽末端R 在记录纸上的垂直投影点 B 球落点痕迹如图 -41 所示,其中米尺水平放置,且平行于 米尺的零点与 O 点对齐(1)碰撞后
14、B 球的水平射程应取为 _cm (2)在以下选项中,哪些是本次试验必需进行的测量?答: A. 水平槽上未放B 球时,测量A 球落点位置到O 点的距离 G、R、O 所在的平面,_ (填选项号)名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全 B. A 球与 B 球碰撞后,测量A 球落点位置到O 点的距离 C. 测量 A 球或 B 球的直径 D. 测量 A 球和 B 球的质量(或两球质量之比) E. 测量 G 点相对于水平槽面的高度解析( 1)如图 -4 中画出了 B 球的 10 个落点位置,试验中应取平均位置方法是:用最
15、小的圆将全部点圈在里面,圆心位置即为落点平均位置,找准平均位置,读数时应在刻度尺的最小刻度后面再估读一位答案为 的范畴内都正确)64.7cm (从 64.2cm 到 65.2cm(2)本试验的装置将教材上的试验装置作了微小变化,把放被碰小球的支座去掉,而把被碰小球放在靠近槽末端的的地方,使得被碰小球B 和入射小球 A 都从 O 点开头做平抛运动,且两球平抛时间相同,以平抛时间为时间单位,就平抛的水平距离在数值上等于平抛初速度设 A 未碰 B,平抛水平位移为 sA;A、B 相碰后, A、B 两球的水平位移分别为 sA 、sB ,A、B 质量分别为 mA、mB,就碰前 A 的动量可写成 mAsA,
16、碰后 A、B 总动量为 mAsA+mBsB ,要验证动量是否守恒,即验证以上两动量是否相等,所以该试验应测量的物理量有:mA、mB、sA、sA 、 sB 该题答案是ABD答案 64.7cm ABD 评注 此题转变试验条件,在新的情形中寻求需测量的物理量,留意发觉问题的才能和创新才能的考查例 2 试验中的小球必需使用光滑坚硬的小球,这是为什么?解析 这是为了两球在碰撞时尽量减小能量缺失由于在碰撞时如为非抱负的弹性碰撞,就内力之功一部分要变为内能由于采纳了光滑的钢球,这个影响不太大,误差约在3以内,假如球不够坚硬,或其表面粗糙,影响就较严峻了名师归纳总结 评注这项留意事项是做好这个试验的一个很重要
17、的措施第 6 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全例 3 某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的试验,在小车 A 的前端黏有橡皮泥,设法使小车 A 做匀速直线运动,然后与原先静止的小车 B 相碰并黏在一起,连续做匀速运动,设计如图-5 所示:在小车 A 的后面连着纸带,电磁打点计时器的频率为 平稳摩擦力50Hz ,长木板下垫着小木片用以(1)如已得到打点纸带如图-6 所示,并测得各计数点间的距离 ,在图上标出 A 为运动起始的点,就应选 _ 段来运算 A 碰前的速度,应选 _ 段来运算 A 和 B 碰后的共同速度(2)已
18、测得小车 A 的质量 mA=0.4kg ,小车 B 的质量 mB=0.20kg ,就由以上结果可得碰前总动量 =_kgm/s ,碰后总动量 =_kgm/s 解析 由于小车 A 与 B 碰撞前、后都做匀速运动,且碰后 A 与 B 粘合在一起,其共同速度比 A 原先的速度小所以应选点迹分布匀称且点距较大的速度,点间距小的 DE 段运算 A 和 B 碰后的共同速度由图可知,碰前 A 的速度和碰后 AB 的共同速度分别为故碰撞前后的总动量分别为: P=mAvA=0.40 1.05kg m/s=0.42kg m/s BC 段运算 A 的碰前P= (mA+mB )vA= (0.40+0.20 ) 0.69
19、5kgm/s=0.417kgm/s 评注 此题说明白另外一种验证动量守恒定律的例子,值得留意其方法,课本上仍列举了用气垫导轨做试验验证动量守恒的实例,有条件可以做一做101弹性碰撞和非弹性碰撞 反冲运动 1、碰撞:相互运动的物体相遇,在极短的时间内,通过相互作用,运动状态发生显著变化的过程叫碰撞;名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全2、( 1)完全弹性碰撞:在弹性力的作用下,系统内只发生气械能的转移,无机械能的缺失,称完全弹性碰撞;(2)非弹性碰撞:非弹性碰撞:在非弹性力的作用下,部分机械能转化为物体的内能
20、,机械能有了缺失,称非弹性碰撞;(3)完全非弹性碰撞:在完全非弹性力的作用下,机械能缺失最大(转化为内能等),称完全非弹性碰撞;碰撞物体粘合在一起,具有相同的速度;例题:在光滑的水平面上,有质量分别为 m1、m2 的钢球沿一条直线同向运动,m1 、m2 的速度分别是 v1、v2 ,v1 、 v2m1 与 m2 发生弹性正碰;求碰后两钢球的速度;就由动量守恒定律和动能守恒可以列出以下方程利用( 3)式和( 4)式,可争论以下两种特别情形:A假如两物体质量相等,即 m1=m2 ,就可得 B假如一个物体是静止的,例如质量为m2 的物体在碰撞前是静止的,即v2=0 ,就可得名师归纳总结 - - - -
21、 - - -第 8 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全这里又可有以下几种情形:a b 质量较大的物体向前运动; c d 以原速率反弹回来,而质量很大的物体几乎不动;例如橡皮球与墙壁的碰撞;e速度几乎不变,而质量很小的物体获得的速度是原先运动物体速度的 撞可以获得的最大速度;2 倍,这是原先静止的物体通过碰3、反冲运动:某个物体向某一方向高速喷射出大量的液体,气体或彈弹射出一个小物 体,从而使物体本身获得一反向速度的现象,叫反冲运动在反冲现象中,系统所做的合外力一般不为零;但是反冲运动中假如属于内力远大于外力的情形,可以认为反冲运动中系统动量守恒;102
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