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,专题十六 碰撞与动量守恒 近代物理初步,-2-,-3-,知识脉络梳理,-4-,-5-,-6-,命题一,命题二,命题三,动量守恒定律及其应用 常以计算题的形式考查动量守恒定律,有时也把动量守恒定律和能量守恒定律结合在一起考查。 例1(2015湖南长望浏宁四县高三调研)如图所示,光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C,质量分别为mA=mC=2m,mB=m,A、B用细绳连接,中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴接)。开始时A、B以共同速度v0运动,C静止。某时刻细绳突然断开,A、B被弹开,然后B又与C发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同。求: (1)B与C碰撞前B的速度; (2)弹簧具有的弹性势能。,命题四,答案,解析,-7-,思维导引,命题一,命题二,命题三,命题四,-8-,规律方法 灵活运用动量守恒定律解决问题 1.分析题意,明确研究系统。 2.分析系统的受力情况,判断系统动量是否守恒。 3.规定正方向,确定系统的始末状态动量的大小及方向。 注意:在研究地面上物体间相互作用的过程时,各物体运动的速度均应取地面为参考系。 4.根据动量守恒定律列方程求解。 5.对求解的结果加以分析、验证和说明。,命题一,命题二,命题三,命题四,-9-,拓展训练1(2015全国理综)如图,在足够长的光滑水平面上,物体A、B、C位于同一直线上,A位于B、C之间,A的质量为m,B、C的质量都为m0,三者均处于静止状态。现使A以某一速度向右运动,求m和m0之间应满足什么条件,才能使A只与B、C各发生一次碰撞。设物体间的碰撞都是弹性的。,命题一,命题二,命题三,命题四,-10-,命题一,命题二,命题三,命题四,-11-,命题一,命题二,命题三,命题四,-12-,命题一,命题二,命题三,命题四,答案,解析,-13-,思维导引,命题一,命题二,命题三,命题四,-14-,命题一,命题二,命题三,命题四,-15-,拓展训练2(多选)如图所示,在氢原子能级图中,氢原子从各个较高能级跃迁至同一较低能级时,会发出一系列光谱线,形成谱线系,分别称为赖曼线系、巴耳末线系、帕邢线系等。在同一谱线系中,下列说法正确的是( ) A.每一跃迁都会释放出一个电子, 使原子变为粒子 B.各种跃迁都会释放出不同能量的光子 C.各条谱线具有相同的频率 D.跃迁后原子的能级是相同的,答案,解析,命题一,命题二,命题三,命题四,-16-,命题一,命题二,命题三,命题四,答案,解析,-17-,思维导引,命题一,命题二,命题三,命题四,-18-,命题一,命题二,命题三,命题四,答案,解析,-19-,命题一,命题二,命题三,命题四,-20-,规律方法 核反应方程及核能的计算 (1)掌握核反应方程中的守恒。 质量数守恒; 电荷数守恒。 (2)核能的计算方法。 根据爱因斯坦质能方程,即E=mc2(J)。 根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量,即E=m931.5(MeV)。 如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现,则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能,命题一,命题二,命题三,命题四,-21-,命题一,命题二,命题三,命题四,答案,解析,-22-,光电效应规律及光电效应方程 常以选择题和填空题形式考查光电效应及其方程. 例5(多选)(2015河北唐山摸底)如图为氢原子的能级示意图,一群氢原子处于n=3的激发态,在自发跃迁中放出一些光子,用这些光子照射逸出功为2.25 eV的钾,下列说法正确的是( ) A.这群氢原子能发出三种不同频率的光 B.这群氢原子发出的光子均能使金属钾发生光电效应 C.金属钾表面逸出的光电子最大初动能一定小于12.09 eV D.金属钾表面逸出的光电子最大初动能可能等于9.84 eV E.金属钾表面逸出的光电子最大初动能可能小于7.95 eV,答案,解析,命题一,命题二,命题三,命题四,-23-,命题一,命题二,命题三,命题四,-24-,规律方法 处理光电效应问题的两条线索 一是光的频率,二是光照强度,两条线索对应的关系: 1.光照强度光子数目多发射光电子数多光电流大。 2.光子频率高光子能量大产生光电子的最大初动能大。,命题一,命题二,命题三,命题四,-25-,拓展训练4(多选)(2015江苏苏锡常镇四市联考)在光电效应实验中,用同一种单色光,先后照射锌和银的表面,都能发生光电效应现象。对于这两个过程,下列四个物理量中,一定不同的是( ) A.单位时间内逸出的光电子数 B.反向截止电压 C.饱和光电流 D.光电子的最大初动能,答案,解析,命题一,命题二,命题三,命题四,-26-,1.(多选)(2015贵州八校联盟联考)下列说法正确的有 ( ) A.普朗克曾经大胆假设:振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍,这个不可再分的最小能量值叫作能量子 B.粒子散射实验中少数粒子发生了较大偏转,这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一 C.由玻尔理论可知,氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要辐射一定频率的光子,同时电子的动能增大,电势能减小 D.在光电效应实验中,用同种频率的光照射不同的金属表面,从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大,则这种金属的逸出功W0越大 E.在康普顿效应中,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把一部分动量转移给电子,因此,光子散射后波长变短,1,2,3,4,1,2,3,4,5,答案,解析,-27-,1,2,3,4,1,2,3,4,5,答案,解析,-28-,1,2,3,4,1,2,3,4,5,答案,解析,-29-,4.如图为氢原子能级的示意图,现有大量的氢原子处于n=4的激发态,当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光,下列说法正确的是( ) A.最容易表现出衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的 B.频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的 C.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光 D.用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应,1,2,3,4,1,2,3,4,5,答案,解析,-30-,5.(2015全国理综)两滑块a、b沿水平面上同一条直线运动,并发生碰撞;碰撞后两者粘在一起运动;经过一段时间后,从光滑路段进入粗糙路段。两者的位置x随时间t变化的图像如图所示。求: (1)滑块a、b的质量之比; (2)整个运动过程中,两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比。,1,2,3,4,1,2,3,4,5,答案,解析,-31-,怎样得高分,【典例示范】 (2015江西南昌重点中学二模)如图所示,质量M=3.5 kg的小车静止于光滑水平面上靠近桌子处,其上表面与水平桌面相平,小车长 L=1.2 m,其左端放有一质量为0.5 kg的滑块Q。水平放置的轻弹簧左端固定,质量为1 kg的小物块P置于桌面上的A点并与弹簧的右端接触,此时弹簧处于原长。现用水平向左的推力将P缓慢推至B点(弹簧仍在弹性限度内)时,推力做的功为WF=6 J,撤去推力后,P沿桌面滑到小车上并与Q相碰,最后Q停在小车的右端,P停在距小车左端0.5 m处。已知AB间距L1=5 cm,A点离桌子边沿C点距离L2=90 cm,P与桌面间动摩擦因数 1=0.4,P、Q与小车表面间动摩擦因数2=0.1。(g取10 m/s2)求: (1)P到达C点时的速度vC。 (2)P与Q碰撞后瞬间Q的速度大小和小车最后的速度。,解析,-32-,怎样得高分,思维流程,-33-,怎样得高分,-34-,怎样得高分,以题说法 动量和能量结合作为一个不变的主题,一直是高考考查的主方向,分析时确定初、末状态的动量和能量,根据能量守恒定律和动量守恒定律列式分析计算时,特别要注意摩擦产生的热量是摩擦力与相对路程的乘积。,-35-,怎样得高分,针对训练 如图所示,光滑水平面上静止着一辆质量为3m的平板车A,车上有两个小滑块B和C(都可视为质点),B的质量为m,与车板之间的动摩擦因数为2。C的质量为2m,与车板之间的动摩擦因数为。t=0时刻B、C分别从车板的左、右两端同时以初速度v0和2v0相向滑上小车。在以后的运动过程中B与C恰好没有相碰。已知重力加速度为g,设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。求: (1)平板车的最大速度v和达到最大速度经历的时间t; (2)平板车平板总长度L。,答案,解析,
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