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______________________________________________________________________________________________________________ 人教版物理選修3-5導(dǎo)學(xué)案 【課 題】§16．1 實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量導(dǎo)學(xué)案 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 備課人：趙炳東 （1）明確探究碰撞中的不變量的基本思路； （2）掌握同一條直線上運(yùn)動的兩個物體碰撞前后的速度的測量方法； （3）掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法。 【自主探究】 1.光滑桌面上有1、2兩個小球。1球的質(zhì)量為0.3Kg，以8m/s的速度跟質(zhì)量為0.1kg的靜止的2球碰撞，碰撞后2球的速度變?yōu)?m/s，1球的速度變?yōu)?m/s，方向與原來相同。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，以上兩項猜想是否成立： （1）通過計算說明，碰撞后是否是1球把速度傳給了2球？ （2）通過計算說明，碰撞后是否是1球把動能傳給了2球？ （3）請根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)猜想在這次碰撞中什么物理量不變，通過計算加以驗(yàn)證。 6．水平光滑桌面上有A、B兩個小車，質(zhì)量分別是0．6k g和0．2kg．A車的車尾拉著紙帶，A車以某一速度與靜止的B車發(fā)生一維碰撞，碰后兩車連在一起共同向前運(yùn)動．碰撞前后打點(diǎn)計時器打下的紙帶如圖所示．根據(jù)這些數(shù)據(jù)，請猜想：把兩小車加在一起計算，有一個什么物理量在碰撞前后是相等的? 【典型例題】 A、B兩滑塊在同一光滑的水平直導(dǎo)軌上相向運(yùn)動發(fā)生碰撞(碰撞時間極短)。用閃光照相，閃光4次攝得的閃光照片如下圖所示。已知閃光的時間間隔為Δt，而閃光本身持續(xù)時間極短，在這4次閃光的瞬間，A、B兩滑塊均在0-80cm刻度范圍內(nèi)，且第一次閃光時，滑塊A恰好通過x=55cm處，滑塊B恰好通過x=70cm處，問： (1)碰撞發(fā)生在何處? (2)碰撞發(fā)生在第一次閃光后多長時間? (3)設(shè)兩滑塊的質(zhì)量之比為mA：mB=2：3，試分析碰撞前后兩滑塊的質(zhì)量與速度乘積之和是否相等? 【問題思考】 在探究碰撞中的不變量時，你認(rèn)為在計算時怎樣對待速度的方向？ 【針對訓(xùn)練】 1．在“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)中，為了順利地完成實(shí)驗(yàn)，入射球質(zhì)量為m1，被碰球質(zhì)量為m2，二者關(guān)系應(yīng)是( ) A．m1>m2 B．m1=m2 C． m1MB) (1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)為_______cm (2)在以下選項中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測量?答：_________ (填選項號)． A．水平槽上未放B球時，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 E．測量G點(diǎn)相對于水平槽面的高度 6．某同學(xué)利用打點(diǎn)計時器和氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)；氣墊導(dǎo)軌裝置如圖(a)所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成。在空腔導(dǎo)軌的兩個工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通人壓縮空氣，壓縮空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，如圖(b)所示，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差。 (1)下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟： ①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平； ②向氣墊導(dǎo)軌通人壓縮空氣；③把打點(diǎn)計時器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點(diǎn)計時器越過彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向；④滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間；⑥先____，然后_______，讓滑塊1帶動紙帶一起運(yùn)動；⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出較理想的紙帶如下圖所示：⑧測得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量為310g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205g；試完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容。 (2)已知打點(diǎn)計時器每隔0．02 s打一個點(diǎn)，計算可知，兩滑塊相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為 kg·m／s；兩滑塊相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為______kg·m／s(保留三位有效數(shù)字)。 (3)試說明(2)問中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是___________________________。 【典型例題】 .答案：（1）60cm（2）Δt/2（3）碰撞前后兩滑塊的質(zhì)量與速度乘積之和相等. 【針對訓(xùn)練】 1.D 2.C3. [2gl(1-cosα)]1/2 [2gl(1-cosβ)]1/2 [2gl(1-cosα/)]1/2 、 [2gl(1-cosβ/)]1/2 4. [解析] (1)小車A碰前做勻速直線運(yùn)動，打在紙帶上的點(diǎn)應(yīng)該是間距均勻的，故計算小車碰前速度應(yīng)選BC段；CD段上所打的點(diǎn)由稀變密；可見在CD段A、B兩小車相互碰撞．A、B撞后一起做勻速運(yùn)動，所打出的點(diǎn)又應(yīng)是間距均勻的．故應(yīng)選DE段計算碰后速度． (2)碰前mAvA十mBVB==0.420kg·m/s． 碰后 mAvA/十mBvB’=(mA十mB)v=0．417kg·m／s． 其中，vA=BC/Δt=1．05m／s。 vA’=vB’= DE/Δt = 0．695m／s． 通過計算可以發(fā)現(xiàn)，在誤差允許范圍內(nèi)，碰撞前后兩個小車的mv之和是相等的． [答案] (1)BC DE (2)0．420 0．417 [點(diǎn)評] 此題是根據(jù)1998年上海高考題改編的，原題為驗(yàn)證碰撞過程中動量守恒，這里結(jié)合所學(xué)內(nèi)容將說法稍作變動．此題的關(guān)鍵是選擇紙帶上的有效段，”理解為桿么要選擇這樣的有效段(勻速運(yùn)動，打點(diǎn)應(yīng)均勻)． 5. [解析] (1)將l0個點(diǎn)圈在圓內(nèi)的最小圓的圓心作為平均落點(diǎn)，可由刻度尺測得碰撞后B球的水平射程約為64．7cm． (2)從同一高度做平拋運(yùn)動飛行的時間t相同，而水平方向?yàn)閯蛩龠\(yùn)動，故水平位移s=vt，所以只要測出小球飛行的水平位移，就可以用水平位移代替平拋初速度，亦即碰撞前后的速度，通過計算mA·OP，與mA·OM+mB·ON是否相等，即可以說明兩個物體碰撞前后各自的質(zhì)量與其速度的乘積之和是否相等，故必須測量的是兩球的質(zhì)量和水平射程，即選項A、B、D是必須進(jìn)行的測量。 [答案] (1)64．7cm(64．2-65．2cm均可)；(2)A、B、D [點(diǎn)評] 本題是2000年全國高考題，該題中利用平拋運(yùn)動的規(guī)律，巧妙地提供了一種測量碰撞前后的速度的方法，既方便又實(shí)用。 6. 先 接通打點(diǎn)計時器的電源 ，然后 放開滑塊1 0.620 0.618 紙帶與打點(diǎn)計時器的限位空有摩擦 【課 題】§16.2 動量守恒定律（一）導(dǎo)學(xué)案 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 備課人：趙炳東 （1）理解動量守恒定律的確切含義和表達(dá)式，知道定律的適用條件和適用范圍；(2)在理解動量守恒定律的確切含義的基礎(chǔ)上正確區(qū)分內(nèi)力和外力；(3)理解動量的定義，區(qū)分動量與動能。 【自主學(xué)習(xí)】 一、動量： 1、定義：物體的______和______的乘積。2、定義式：p=______。3、單位：______。4、方向：動量是矢量，方向與______的方向相同，因此動量的運(yùn)算服從____________法則。 5、動量的變化量：（1）定義：物體在某段時間內(nèi)______與______的矢量差（也是矢量）。（2）公式：?P=____________（矢量式）。（3）方向：與速度變化量的方向相同，（4）同一直線上動量變化的計算：選定一個正方向，與正方向同向的動量取正值，與正方向反向的動量取負(fù)值，從而將矢量運(yùn)算簡化為代數(shù)運(yùn)算。計算結(jié)果中的正負(fù)號僅代表______，不代表______。 二、系統(tǒng) 內(nèi)力和外力 1、系統(tǒng)：____________的兩個或幾個物體組成一個系統(tǒng)。2、內(nèi)力：系統(tǒng)______物體間的相互作用力叫做內(nèi)力。3、外力：系統(tǒng)____________物體對系統(tǒng)______物體的作用力叫做外力。 三、動量守恒定律 1、內(nèi)容：如果一個系統(tǒng)_________，或者_(dá)_________的矢量和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。2、動量守恒的條件：（1）系統(tǒng)______外力作用；（2）系統(tǒng)受外力作用，合外力______。 【典型例題】 在光滑水平面上兩小車中間有一彈簧，用手抓住小車并將彈簧壓縮后使小車處于靜止?fàn)顟B(tài)，將兩小車及彈簧看做一個系統(tǒng)，下面說法正確的是：（ ） A.兩手同時放開后，系統(tǒng)總動量始終為零 B.先放開左手，再放開右手，動量不守恒 C.先入開左手，后放開右手，總動量向左 D.無論何時放手，兩手放開后，在彈簧恢復(fù)原長的過程中，系統(tǒng)總動量都保持不變，但系統(tǒng)的總動量不一定為零 【問題思考】 1、區(qū)別比較動量與速度、動量變化量、動能。它們的區(qū)別與聯(lián)系。 2、你認(rèn)為動量守恒定律可以有哪些表達(dá)式？ 3、動量守恒定律有哪些特點(diǎn)？ 4、總結(jié)應(yīng)用動量守恒定律的解題步驟。 【針對訓(xùn)練】 1．關(guān)于動量的概念，以下說法中正確的是( )． A．速度大的物體動量一定大 B．質(zhì)量大的物體動量一定大 C．兩個物體的質(zhì)量相等，速度大小也相等，則它們的動量一定相等 D．兩個物體的速度相等，那么質(zhì)量大的物體動量一定大 2.關(guān)于動量守恒的條件,下列說法正確的有( ) A.只要系統(tǒng)內(nèi)存在摩擦力,動量不可能守恒 B.只要系統(tǒng)受外力做的功為零,動量守恒 C.只要系統(tǒng)所受到合外力的沖量為零,動量守恒 D.系統(tǒng)加速度為零,動量不一定守恒 3、下列說法中不正確的是（ ） A．物體的動量改變，則合外力一定對物體做了功；B．物體的運(yùn)動狀態(tài)改變，其動量一定改變； C．物體的動量發(fā)生改變，其動能一定發(fā)生改變 D．物體的動能改變，其動量一定發(fā)生改變。 4．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系統(tǒng)的動量守恒 B．a(chǎn)尚未離開墻壁前，a與b系統(tǒng)的動量不守恒 C．a(chǎn)離開墻后，a、b系統(tǒng)動量守恒 D．a(chǎn)離開墻后，a、b系統(tǒng)動量不守恒 5．下列運(yùn)動中，在任何相等的時間內(nèi)物體的動量變化完全相同的是( )． A．豎直上拋運(yùn)動(不計空氣阻力) B．平拋運(yùn)動(不計空氣阻力) C．勻速圓周運(yùn)動 D．簡諧運(yùn)動 6．質(zhì)量分別為、的小球在一直線上相碰，它們在碰撞前后的位移時間圖像如圖所示，若kg，則等于（ ） A．1kg B．2kg C．3kg D．4kg 7．如圖所示，p、p’分別表示物體前、后的動量，短線表示的動量大小為15kg·m/s，長線表示的動量大小為30kg·m／s，箭頭表示動量的方向．在下列所給的四種情況下，物體動量改變量相同的是( )． A.①② B.②④ C.①③ D.③④ 8．如圖所示，一小車靜止在光滑水平面上，甲、乙兩人分別站在左右兩側(cè)，整個系統(tǒng)原來靜止，則當(dāng)兩人同時相向走動時( )． A．要使小車靜止不動，甲乙速率必相等 B．要使小車向左運(yùn)動，甲的速率必須比乙的大 C．要使小車向左運(yùn)動，甲的動量必須比乙的大 D．要使小車向左運(yùn)動，甲的動量必須比乙的小 9．質(zhì)量相同的三個小球a、b、c在光滑水平面上以相同的速率運(yùn)動，它們分別與原來靜止的三個球A、B、C相碰(a與A碰，b與B碰，c與C碰)．碰后，a球繼續(xù)沿原方向運(yùn)動，b球靜止不動，c球被彈回而向反方向運(yùn)動．這時，A、B、C三球中動量最大的是( )． A．A球 B．B球 C．C球 D．由于A、B、C三球質(zhì)量未知，無法判定 10．一質(zhì)量為m=0．2kg的皮球10。從高H=0．8m處自由落下，與地面相碰后反彈的最大高度為h=0．45m，則球與地面接觸這段時間內(nèi)動量的變化為多少? 【典型例題】A、C、D 【針對訓(xùn)練】 1．D 2、C 3、AC 4、BC 5．AB 6、C 7．C 8．C 9．C 10．[解析] 本題考查動量的變化量，解題的關(guān)鍵是弄清初末狀態(tài)的動量及方向。 [答案) 取向下的方向?yàn)檎?，則由H處下落，與地面接觸前瞬間的速度v1=4m／s，這時的動量pl=mv1= 0．8kg·m／s。與地面接觸后離開地面前瞬間的速度v2=3 m／s，這時的動量p2=mv2=0．6 kg·m／s。則Δp= —1．4kg·m／s。動量的變化方向?yàn)樨?fù)，說明動量的變化方向向上. 【課 題】§16.3 動量守恒定律（二）導(dǎo)學(xué)案 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 備課人：趙炳東 （1）能運(yùn)用牛頓第二定律和牛頓第三定律分析碰撞，導(dǎo)出動量守恒的表達(dá)式；(2)了解動量守恒定律的普遍適用性和牛頓運(yùn)動定律適用范圍的局限性；(3)加深對動量守恒定律的理解，進(jìn)一步練習(xí)用動量守恒定律解決生產(chǎn)、生活中的問題。（4）知道求初、末動量不在一條直線上的動量變化的方法。 【自主學(xué)習(xí)】 一、動量守恒定律與牛頓運(yùn)動定律 1、動量守恒定律與牛頓運(yùn)動定律在研究碰撞問題時結(jié)論相同，以水平光滑桌面上兩個小球的碰撞為例：動量守恒定律認(rèn)為：兩個小球組成的系統(tǒng)所受合外力______，這個系統(tǒng)的總動量______。牛頓運(yùn)動定律認(rèn)為：碰撞中的每個時刻都有F1=-F2，所以，m1a1=-m2a2，所以m1(v1’-v1)/?t=-m2(v2’-v2) ?t,即m1v1+m2v2=____________.2、動量守恒定律和牛頓運(yùn)動定律兩種解題方法的對比：牛頓運(yùn)動定律解決解決問題要涉及______過程中的力，當(dāng)力的形式很復(fù)雜，甚至是變化的時候，解起來很復(fù)雜，甚至不能求解。動量守恒定律只涉及過程______兩個狀態(tài)，與過程中受力的細(xì)節(jié)______。問題往往能大大簡化。 二、動量守恒定律的普適性 1、動量守恒定律既適用于低速運(yùn)動，也適用于______運(yùn)動，既適用于宏觀物體，也適用于_____。2、動量守恒定律是一個獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，它適用于目前為止物理學(xué)研究的______領(lǐng)域。 【典型例題】 1、兩只小船平行逆向航行，船和船上的麻袋總質(zhì)量分別為m甲=500kg，m乙=1000kg，當(dāng)它們頭尾相齊時，由每只船上各投質(zhì)量m=50kg的麻袋到另一只船上去，結(jié)果甲船停下來，乙船以v=8.5m/s的速度沿原方向繼續(xù)航行，求交換麻袋前兩只船的速率各為多少？（水的阻力不計） 2、帶有半徑為R的1/4光滑圓弧的小車其質(zhì)量為M，置于光滑水平面上，一質(zhì)量為m的小球從圓弧的最頂端由靜止釋放，則球離開小車時，球和車的速度分別為多少？ 【問題思考】 1、動量守恒定律運(yùn)用的條件是什么？如果物體所受外力之和不為零，就一定不能運(yùn)用動量守恒定律嗎？如果能用應(yīng)該符合什么條件？。 2、舉例說明如何動量守恒中的相互作用？ 【針對訓(xùn)練】 1.某一物體從高h(yuǎn)處自由下落，與地面碰撞后又跳起高h(yuǎn)′，不計其他星球?qū)Φ厍虻淖饔茫缘厍蚝臀矬w作為一個系統(tǒng)，下列說法正確的是( ) A．在物體下落過程中，系統(tǒng)動量不守恒 B．在物體與地面碰撞過程中系統(tǒng)動量守恒 C．在物體上升過程中系統(tǒng)動量守恒 D．上述全過程中系統(tǒng)動量都守恒 2.如圖所示，水平地面上O點(diǎn)的正上方豎直自由下落一個物體m，中途炸成a，b兩塊，它們同時落到地面，分別落在A點(diǎn)和B點(diǎn)，且OA＞OB，若爆炸時間極短，空氣阻力不計，則（ ） A．落地時a的速率大于b的速率 B．落地時在數(shù)值上a的動量大于b的動量 C．爆炸時a的動量增加量數(shù)值大于b的增加量數(shù)值 D．爆炸過程中a增加的動能大于b增加的動能 3．質(zhì)量為M的木塊在光滑的水平面上以速度v1向右運(yùn)動，質(zhì)量為m的子彈以速度v2水平向左射入木塊（子彈留在木塊內(nèi)），要使木塊停下來，必須發(fā)射子彈的數(shù)目為（ ） A． B． C． D． 4、如圖所示，小球A和小球B質(zhì)量相同，球B置于光滑水平面上，當(dāng)球A從高為h處由靜止擺下，到達(dá)最低點(diǎn)恰好與B相碰，并粘合在一起繼續(xù)擺動，它們能上升的最大高度是（ ） A．h B．h/2 C．h/4 D．h/8 5.靜止在水面上的船長為L、質(zhì)量為M，一個質(zhì)量為m的人站在船頭，當(dāng)此人由船頭走到船尾時，不計水的阻力，船移動的距離是: （ ） A.mL/M B.mL/（M+m） C.mL/（M—m） D.（M—m）L/（M+m） 6、兩名質(zhì)量相等的滑冰人甲和乙都靜止在光滑的水平冰面上.現(xiàn)在，其中一人向另一個人拋出一個籃球，另一人接球后再拋回.如此反復(fù)進(jìn)行幾次后，甲和乙最后的速率關(guān)系是（ ） A.若甲最先拋球，則一定是v甲＞v乙 B.若乙最后接球，則一定是v甲＞v乙 C.只有甲先拋球，乙最后接球，才有v甲＞v乙 D.無論怎樣拋球和接球，都是v甲＞v乙 7、滿載砂子的總質(zhì)量為M的小車，在光滑水平面上做勻速運(yùn)動，速度為。在行駛途中有質(zhì)量為的砂子從車上漏掉，則砂子漏掉后小車的速度應(yīng)為：（ ） A． B． C． D． 8.如圖所示將一光滑的半圓槽置于光滑水平面上，槽的左側(cè)有一固定在水平面上的物塊。今讓一小球自左側(cè)槽口A的正上方從靜止開始落下，與圓弧槽相切自A點(diǎn)進(jìn)入槽內(nèi)，則以下結(jié)論中正確的是( ) A．小球在半圓槽內(nèi)運(yùn)動的全過程中，只有重力對它做功 B．小球在半圓槽內(nèi)運(yùn)動的全過程中，小球與半圓槽在水平方向動量守恒 C．小球自半圓槽的最低點(diǎn)B向C點(diǎn)運(yùn)動的過程中，小球與半圓槽在水平方向動量守恒 D．小球離開C點(diǎn)以后，將做豎直上拋運(yùn)動 9.如圖所示，質(zhì)量分別為mA=0.5 kg、mB=0.4 kg的長板緊挨在一起靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為mC=0.1 kg的木塊C以初速vC0=10 m/s滑上A板左端，最后C木塊和B板相對靜止時的共同速度vCB=1.5 m/s.求： （1）A板最后的速度vA； （2）C木塊剛離開A板時的速度vC. 【典型例題】 1、1m/s 9m/s 【針對訓(xùn)練】 1、BCD 2、AD 3、C 4、C 5、B 6、B 7、A 8.C 16.解：C在A上滑動的過程中，A、B、C組成系統(tǒng)的動量守恒，則 mCvC0=mCvC+（mA+mB）vA C在B上滑動時，B、C組成系統(tǒng)的動量守恒，則 mCvC+mBvA=（mC+mB）vCB 解得vA=0.5 m/s，vC=5.5 m/s. 【課 題】§16.4 碰撞導(dǎo)學(xué)案 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 備課人：趙炳東 （1）了解彈性碰撞\非彈性碰撞和完全非彈性碰撞，對心碰撞和非對心碰撞.會應(yīng)用動量、能量的觀點(diǎn)綜合分析、解決一維碰撞問題；(2)了解散射和中子的發(fā)現(xiàn)過程，體會理論對實(shí)踐的指導(dǎo)作用，進(jìn)一步了解動量守恒定律的普適性；(3)加深對動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律的理解，能運(yùn)用這兩個定律解決一些簡單的與生產(chǎn)、生活相關(guān)的實(shí)際問題。 【自主學(xué)習(xí)】 一、彈性碰撞和非彈性碰撞 1、彈性碰撞過程中機(jī)械能______的碰撞。2、非彈性碰撞過程中機(jī)械能______的碰撞。3、在光滑水平面上，質(zhì)量為m 1的小球以速度v1與質(zhì)量為m2的靜止小球發(fā)生彈性正碰，根據(jù)動量守恒和機(jī)械能守恒：m1v1=_________,(m1v12)/2=_________.碰后兩個小球的速度分別為：v’1=________v’2=________。(1)若m1>m2，v’1和v’2都是正值，表示v’1和v’2都與v1方向______。（若m1》m2，v’1=v1，v’2=2v1，表示m1的速度不變，m2以2v1的速度被撞出去）(2)若m1tb C. ta m2時，車子與甲運(yùn)動方向一致 B. 當(dāng)v1> v2時，車子與甲運(yùn)動方向一致 C. 當(dāng)m1v1=m2v2時，車子靜止不動 D. 當(dāng)m1v1>m2v2時，車子運(yùn)動方向與乙運(yùn)動方向一致 6．甲、乙兩個溜冰者，兩人質(zhì)量分別為48kg和50kg．甲手里拿著質(zhì)量為2kg的球，兩人均以2m／s的速率在冰面上相向滑行，冰面光滑．甲將球傳給乙，乙再將球拋給甲，這樣拋接若干次后，乙的速率為零，則甲的速率為多少？ 7、在水平軌道上放置一門質(zhì)量為M的炮車，發(fā)射炮彈的質(zhì)量為m，炮車與地面間摩擦不計，當(dāng)炮身與水平方向成θ角發(fā)射炮彈時，炮彈相對炮身的出口速度為v0，試求炮車后退的速度多大？ 8、一質(zhì)量為m的人站在?？堪哆叺男〈稀⑿〈|(zhì)量為M，現(xiàn)在： （1）人以對地的水平速度v跳上岸； （2）人以對地的速度斜向上跳上岸，v和水平方向成θ角； （3）人以對船的速度u斜向上跳上岸，u與水平方向成φ角； 求上述三種情況下，人跳起后，小船后退的速度各是多大（不計水的阻力）？ 【自主學(xué)習(xí)】 1、某種內(nèi)力 分必然向相反的方向 2、防止 向后反沖 準(zhǔn)確性。 【典型例題】 能安全返回飛船 【針對訓(xùn)練】 1. 越大 質(zhì)量 10 多級 2．D 3、ABD 4、AD 5、CD 6．0 7、mv0cosθ/(M+m) 8（1）mv/M (2)mv cosθ/M (3)mucosφ/(M+m) 【課 題】§16.6 用動量概念表示牛頓第二定律導(dǎo)學(xué)案 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 備課人：趙炳東 （1）理解沖量概念。(2)理解動量定理及其表達(dá)式。(3)能夠利用動量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象和解決實(shí)際問題。（4）理解動量與動能、動量定理與動能定理的區(qū)別。 【自主學(xué)習(xí)】 一、用動量概念表示牛頓第二定律 表達(dá)式：F=_________。物理意義：物體所受的力等于物體動量的_________，這是牛頓第二定律的另一種表達(dá)方式。由于動量和力都是___量，所以上表達(dá)式是個______式，它不僅表示了______與______的大小關(guān)系，也表示了它們之間的______關(guān)系。 二、動量定理 1、沖量：定義：______與______________的乘積叫沖量。公式：I=_________。單位：_________ 方向：沖量是矢量，恒力沖量的方向與力的方向______。 2、動量定理：內(nèi)容：物體在一個過程始末的____________等于它在這個過程中所受力的______。 公式：Ft=_________或___________=I 【典型例題】 m M F L 如圖所示，質(zhì)量為M=4kg的木板長L=1.4m，靜止在光滑的水平地面上，其上端右側(cè)靜置一個質(zhì)量為m=1kg的小滑塊，小滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ=0.4.今用一水平力F=28N向右拉木板，要使小滑塊從木板上掉下來，求此力至少作用多長時間？(重力加速度g取10m/s2) 【問題思考】 1、比較沖量與功的區(qū)別與聯(lián)系。 2、如何計算恒力的沖量、變力的沖量各合力的沖量。 3、舉例說明人們生活中是怎樣應(yīng)用動量定理減小沖力的？ 【針對訓(xùn)練】 1．下列說法正確的是（ ） A．動量的方向一定跟物體的速度方向相同，且動量大的物體其速度一定大 B．沖量的方向一定跟對應(yīng)的作用力方向相同，且沖量大對應(yīng)的作用力一定大 C．物體受到的沖量方向與物體末動量的方向不一定相同 D．合外力的沖量為零，則物體所受各力的沖量均為零 2、關(guān)于物體所受沖量跟其受力情況和運(yùn)動的關(guān)系，下列說法正確的是 （ ） A．物體受到的沖量越大，它的動量變化一定越快 B．物體受到的沖量越大，它的動量變化一定越大 C．物體受到的沖量越大，它受到的合外力一定越大 D．物體受到的沖量越大，它的速度變化一定越快 3、下列說法正確的是 （ ） A．根據(jù)F=?P/?t 可把牛頓第二定律表述為：物體動量的變化率等于它所受的力 B．力與力的作用時間的乘積叫做力的沖量，它反映了力的作用對單間的累積效應(yīng)，是一個標(biāo)量 C．動量定理的物理實(shí)質(zhì)與牛頓第二定律是相同的，但有時用起來更方便 D．易碎品運(yùn)輸時要用柔軟材料包裝，船舷常懸掛舊輪胎，都是為了延長作用時間以減小作用為 4.下面的說法正確的是（ ） A．物體運(yùn)動的方向就是它的動量的方向 B．如果物體的速度發(fā)生變化，則可以肯定它受到的合外力的沖量不為零 C．如果合外力對物體的沖量不為零，則合外力一定使物體的動能增大 D．作用在物體上的合外力沖量不一定能改變物體速度的大小 5.如圖所示，兩個質(zhì)量相等的物體沿同一高度、傾角不同的兩光滑斜面頂端從靜止自由下滑，到達(dá)斜面底端，兩個物體具有的不同物理量是（ ） A. 下滑的過程中重力的沖量 B. 下滑的過程中彈力的沖量 C. 下滑的過程中合力的沖量 D. 剛到達(dá)底端時的動量大小 6.古時有“守株待兔”的寓言.設(shè)兔子的頭部受到大小等于自身體重的打擊力即可致死，并設(shè)兔子與樹樁作用時間為0.2s，則被撞死的兔子其奔跑的速度可能為（g取）（ ） A.1m/s B.1.5m/s C.2m/s D.2.5m/s 7.如圖所示，固定的光滑斜面傾角為θ．質(zhì)量為m的物體由靜止開始從斜面頂端滑到底端，所用時間為t．在這一過程中正確的是( ) A．所受支持力的沖量為O B．合力的沖量大小為 C．所受重力的沖量大小為 D．動量的變化量大小為 8.質(zhì)量為1kg的物體從離地面5m高處自由下落。與地面碰撞后。上升的最大高度為3.2m，設(shè)球與地面作用時間為0.2s，則小球?qū)Φ孛娴钠骄鶝_力為(g=10m/s2)（ ） A．90N B．80N C．110N D．100N 9、如圖所示,?小球m用長為L的細(xì)繩系著做勻速圓周運(yùn)動,?速度是v。A、B是直徑上的兩點(diǎn)。小球由A點(diǎn)擺至B點(diǎn)的過程中,?下述結(jié)論正確的是 [????] A.動量守恒???? B.動量不守恒,?且?mv=mv C.動量不守恒,?且?mv=0 D.動量不守恒,?且?mv=2mv 10.質(zhì)量為m的小球，從沙坑上方自由下落，經(jīng)過時間t1到達(dá)沙坑表面，又經(jīng)過時間t2停在沙坑里。求： ⑴沙對小球的平均阻力F； ⑵小球在沙坑里下落過程所受的總沖量I。 11、蹦床是運(yùn)動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運(yùn)動項目.一個質(zhì)量為60 kg的運(yùn)動員，從離水平網(wǎng)面3.2 m高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0 m高處.已知運(yùn)動員與網(wǎng)接觸的時間為1.2 s.若把在這段時間內(nèi)網(wǎng)對運(yùn)動員的作用力當(dāng)作恒力處理，求此力的大小.（g=10 m/s2） 【典型例題】 解：以地面為參考系，整個過程中，小滑塊向右做初速為零的勻加速直線運(yùn)動.撤去拉力F前，木板向右做初速為零的勻加速直線運(yùn)動；撤去拉力F后，木板向右做勻減速直線運(yùn)動.要使小滑塊從木板上掉下來，拉力F作用的最短時間對應(yīng)的過程是：小滑塊滑到木板左端時恰好與木板保持相對靜止（即與木板達(dá)到共同的速度）. 設(shè)拉力F作用的最短時間為t，撤去拉力前木板的位移為s0，小滑塊滑到木板左端并恰好與木板達(dá)到的共同速度為v. 整個過程對系統(tǒng)由動量定理得： (3分) 撤去拉力F前木板的位移為： (3分) 整個過程對系統(tǒng)由功能關(guān)系得： (4分) 聯(lián)立以上各式，代入已知數(shù)據(jù)求得：t=1s. 【針對訓(xùn)練】 1、C 2、B 3、ACD 4、ABD 5.ABC 6.CD 7.CD 8.D 9.D 10.解：設(shè)剛開始下落的位置為A，剛好接觸沙的位置為B，在沙中到達(dá)的最低點(diǎn)為C。⑴在下落的全過程對小球用動量定理：重力作用時間為t1+t2，而阻力作用時間僅為t2，以豎直向下為正方向，有： mg(t1+t2)-Ft2=0, 解得： ⑵仍然在下落的全過程對小球用動量定理：在t1時間內(nèi)只有重力的沖量，在t2時間內(nèi)只有總沖量（已包括重力沖量在內(nèi)），以豎直向下為正方向，有： mgt1-I=0,∴I=mgt1 11、【解析】 由下落高度、上升高度可求運(yùn)動員觸網(wǎng)前后的速度，這正是運(yùn)動員與網(wǎng)接觸過程的初末速度，據(jù)此可利用動量定理求解力的大小. 將運(yùn)動員看作質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，從h1高處下落，剛接觸網(wǎng)時速度的大小v1= (向下) 彈跳后到達(dá)的高度為h2,剛離網(wǎng)時速度的大小v2=（向上）接觸過程中運(yùn)動員受到向上的彈力F和向下的重力mg,若選向上方向?yàn)檎较?，則由動量定理，得： （F-mg）Δt=mv2-(-mv1)由以上三式解得 F=mg+m.代入數(shù)值得，F(xiàn)=1.5×103 N. 【課 題】§17.1、2 能量量子化 光的粒子性導(dǎo)學(xué)案 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 （1）了解黑體輻射，能量子的的概念及提出的科學(xué)過程。(2)通過觀察輻射圖象培養(yǎng)學(xué)生觀察能力，了解宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點(diǎn)，體會量子論的建立深化了人們對于物質(zhì)世界的認(rèn)識。(3)了解光電效應(yīng)及其實(shí)驗(yàn)規(guī)律、康普頓效應(yīng)及其意義，知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程及其意義。 【自主學(xué)習(xí)】 一、黑體與黑體輻射 1、熱輻射：一切物體都在輻射________，這種輻射與物體的______有關(guān)，因此叫做熱輻射。 2、黑體：能夠完全吸收入射的各種________而不發(fā)生______物體叫做黑體。 3、黑體輻射：(1)黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的________ 有關(guān)。(2)隨溫度的升高，各種波長的電磁波的輻射強(qiáng)度都有______；輻射強(qiáng)度的極大值向波長____的方向移動。 二、普朗克的能量量子化假說 1、能量量子化：黑體的空腔壁由大量振子（振動著的帶電微粒）組成，其能量只能是某一最小能量值ε的______，并以這個最小能量值為單位________地輻射或吸收能量。 2、能量子：（1）定義：不可再分的最小能量值ε。（2）關(guān)系式：ε=hν，ν是________；h是__________常數(shù)，h=________。 三、光電效應(yīng)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)規(guī)律 1、光電效應(yīng)現(xiàn)象：在光的照射下物體________的現(xiàn)象，發(fā)射出來的電子叫做__________。 2、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律：（1）存在____電流。在一定的光照條件下，隨著所加電壓的____，光電流趨于一個飽和值，入射光越強(qiáng)，飽和電流____，即入射光越強(qiáng)時，單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)目______。（2）存在著______電壓和______頻率。只有施加______電壓且達(dá)到某一值時才會使光電流為零，這一電壓稱為____電壓，______電壓的存在說明光電子具有一定的____。（3）效應(yīng)具有______。當(dāng)入射光頻率超過截止頻率ν0時，無論光怎樣微弱，產(chǎn)生電流的時間不超過______，光電效應(yīng)幾乎是瞬時的。 3、使電子從金屬中逸出所需做功的______叫做這種金屬的逸出功，不同金屬的逸出功____。 四、愛因斯坦的光電效應(yīng)方程 1、光子說：光不僅在發(fā)射和吸收時能量是一份一份的，而且光本身就是由一個個不可分割的________組成的，這些能量子被稱為____，頻率為ν的光的能量子為hν。 2、光電效應(yīng)方程：表達(dá)式：________或________。意義：金屬中電子吸收一個光子獲得的能量是hν，這些能量一部分用于克服金屬的_________，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的________。 五、康普頓效應(yīng) 1、光的散射：光在介質(zhì)中與物體微粒的相互作用，使光的傳播方向________的現(xiàn)象。 2、康普頓效應(yīng)：在光的散射中，除了與入射波長λ0____的成分外，還有波長____λ0的成分，這個現(xiàn)象叫做康普頓效應(yīng)。 3、康普頓效應(yīng)的意義：康普頓效應(yīng)表明光子除了具有能量之外，還具有動量，深入揭示了光的______性的一面。光子的動量：p=________。 【典型例題】 一臺激光器發(fā)光功率為，發(fā)出的激光在折射率為的介質(zhì)中波長為，若真空中的光速為，普朗克恒星為，則該激光器在秒內(nèi)輻射的光子數(shù)是________． 【問題思考】 到目前為止你認(rèn)為光具有哪些特性？哪些現(xiàn)象可以證明。 【針對訓(xùn)練】 1．下列說法正確的是 （ ） A．光子與光電子是同一種粒子。 B．光子與物質(zhì)微粒發(fā)生相互作用時，不僅遵循能量守恒，還遵循動量守恒。 C．光具有粒子性又具有波動性，這種波是概率波，不是電磁波。 D．宏觀物體也有波動性，這種波就是機(jī)械波。 2．一束綠光照射某金屬表面發(fā)生了光電效應(yīng)，對此，以下說法正確的是 （ ） A 若增加綠光的照射強(qiáng)度，則單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目不變 B 如增加綠光的照射強(qiáng)度，則逸出的光電子最大初動能增加 C 若改用紫光照射，則逸出的光電子的最大初動能增加 D 若改用紫光照射，則單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目一定增加 3．如圖所示是光電管應(yīng)用的原理圖，電路中產(chǎn)生了光電流，下列說法正確的是 （ ） A 入射光的強(qiáng)度越大，光電流就越大 B 入射光的強(qiáng)度越大，產(chǎn)生光電流越快 C 光電管兩端的電壓越高，光電流就越大 D 如果把圖中電池的正負(fù)極交換，電路中一定沒有電流 4、關(guān)于光的本性，下列說法中正確的是（ ） A．光電效應(yīng)反映光的粒子性 B．光子的能量由光的強(qiáng)度所決定 C．光子的能量與光的頻率成正比 D．光在空間傳播時，是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份光叫做一個光子 5、下列關(guān)于光電效應(yīng)的說法正確的是（?? ） A．若某材料的逸出功是W，它的極限頻率為h/W? B．光電子的初速度和照射光的頻率成正比 C．光電子的最大初動能和照射光的頻率成正比 D．光電子的最大初動能隨照射光頻率的增大而增大 6、一金屬表面，受綠光照射時發(fā)射出電子，受黃光照射時無電子發(fā)射．下列有色光照射到這金屬表面上時會引起光電子發(fā)射的是（ ） A．紫光 B．橙光 C．藍(lán)光 D．紅光 7、用綠光照射一光電管能產(chǎn)生光電效應(yīng)，欲使光電子從陰極逸出時的最大初動能增大應(yīng)（ ） A．改用紅光照射 B．增大綠光的強(qiáng)度 C．增大光電管上的加速電壓 D．改用紫光照射 8、用一束綠光照射某金屬，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，現(xiàn)在把人射光的條件改變，再照射這種金屬．下列說法正確的是（ ） A．把這束綠光遮住一半，則可能不產(chǎn)生光電效應(yīng) B．把這束綠光遮住一半，則逸出的光電子數(shù)將減少 C．若改用一束紅光照射，則可能不產(chǎn)生光電效應(yīng) D．若改用一束藍(lán)光照射，則逸出光電子的最大初動能將增大 9、用光照射某種金屬，有光電子從金屬表面逸出，如果光的頻率變，而減弱光的強(qiáng)度，則（ ） A．逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動能不變 B．逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動能減小 C．逸出的光電子數(shù)木變，光電子的最大初動能減小 D．光的強(qiáng)度減弱到某一數(shù)值，就沒有光電子選出了 10、某金屬受到頻率為1=7.0×1014 Hz的紫光照射時，釋放出來的光電子最大初動能是0.69 eV，當(dāng)受到頻率為2=11.8×1014 Hz的紫外線照射時，釋放出來的光電子最大初動能是2.69 eV.求：（1）普朗克常量； （2）該金屬的逸出功和極限頻率. 【典型例題】 ptn/ch 【針對訓(xùn)練】 1、B 2、C 3、A 4.ACD 5.AD 6.AC 7.D 8.BCD 9.A 10. 6.67×10-19J.S, 3.6×10-19 J, .37×1014 HZ 【課 題】§17.3、4、5 粒子的波動性 概率波 不確定性關(guān)系導(dǎo)學(xué)案 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 （1）通過實(shí)驗(yàn)分析，了解光的波粒二象性的內(nèi)容。(2)知道實(shí)物粒子具有波動性，領(lǐng)會對稱性的研究方法。（3）通過對物質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證內(nèi)容的學(xué)習(xí)，感受實(shí)驗(yàn)研究這一重要的研究