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专题十一选修3-5 (2011??全国理综)如图11.1-1，A、B、C 三个木块的质量均为m，置于光滑的水平面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连，将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把BC紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体，现A以初速v0沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起，以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离．已知C离开弹簧后的速度恰为v0，求弹簧释放的势能．图11.1-1 【命题解读】动量守恒定律是新课标地区高考的选考内容，题型有选择题，填空题和小型计算题等等，难度相对较低，在高考考纲中均属于Ⅰ级要求．高考对本专题知识的考查，主要集中在动量守恒定律的应用以及利用动量守恒定律解决核反应问题．在新课标高考中，由于要照顾到与其他模块难度设置的均衡性，动量守恒定律只限于一维情况，且与力学其他知识综合性较强、难度较大的题目基本不涉及．热点一动量、动量定理的理解及应用【例1】(2010??江苏卷)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子，光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是_________________．【解析】光电子从金属表面逸出的过程中将受到金属表面层中的阻碍作用，需要克服阻力做功，动能减少，速度减小，动量减小．【答案】减小光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功) 【规律方法】(1)①动量是矢量，有大小也有方向，其方向与物体运动的方向相同．速度的大小或方向发生变化就可以认为动量发生了变化．②动量的变化是物体的末动量与初动量的矢量差，表达式为Δp=p1-p0.动量变化的方向与速度变化的方向相同，也就是与加速度方向相同，即与物体所受合外力的方向相同． (2)①动量定理具有矢量性，利用动量定理解题时应该弄清作用的过程，作用前后状态的运动参量．②动量定理是一个与具体物理过程有关的物理矢量规律，所以，应用时要规定正方向，明确力的冲量及研究对象和初、末状态的动量以及各量的正、负号．③动量定理是合外力的冲量跟动量变化之间的关系，要注意合外力的冲量是物体所受到的所有力的冲量的矢量和，区分清楚合外力的冲量与某一个力的冲量．【变式练习】一矩形滑块由不同材料的上下两层固体组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块．若射中上层子弹刚好不穿出，若射中下层子弹刚好能嵌入，那么( ) A．两次子弹对滑块做的功一样多 B．两次滑块所受冲量一样大 C．子弹嵌入上层时对滑块做功多 D．子弹嵌入上层时滑块所受冲量大【解析】由于两次射入的相互作用对象没有变化，射前子弹的初动量相同；子弹射入后均是留在固体中．设固体质量为M，根据动量守恒定律有：mv=(M+m)v′，固体的末速度是一样的．据功能关系得子弹对滑块做的功等于滑块的动能变化，所以，两次子弹对滑块做的功一样多，A选项正确；据动量定理得子弹对滑块的冲量等于滑块动量的变化，所以，两次滑块所受的冲量一样多，因此B选项也正确．【答案】AB 【例题2】(2010??扬州四模)如图11.1-2所示，质量分别为m1和m2的两个小球在光滑水平面上分别以速度v1、v2同向运动，并发生对心碰撞，碰后m2被右侧墙壁原速弹回，又与m1碰撞，再一次碰撞后两球都静止．求第一次碰后m1球速度的大小．热点二动量守恒定律的理解及应用图11.1-2 【规律方法】(1)利用动量守恒定律处理多个物体或多运动过程问题，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． (2)两物体在碰撞过程中，既要符合动量守恒关系，还必须符合能量的转移和转化关系．判定碰撞可能性问题的分析思路：①判定系统动量是否守恒．②判定物理情景是否可行，如追碰后，前球动量不能减小，后球动量不能增加；追碰后，后球在原方向的速度不可能大于前球的速度．③判定碰撞前后动能是否增加．【变式练习】一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图所示．图中ab为粗糙的水平面，长度为L；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接．现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体P 相对静止．重力加速度为g.求 (1)木块在ab段受到的摩擦力f； (2)木块最后距a点的距离s. 图11.1-3 热点三动量守恒和核反应【例3】(2011??南京二模)放射性原子核先后发生a衰变和b衰变后变为原子核 .已知质量为m1=238.0290u；paaa质量为m2=234.0239u，a粒子的质量为ma=4.0026u，电子的质量为me=0.0005u.(原子质量单位1u相当于931MeV的能量)．则：(1)放射性衰变方程为：______________ (2)原子核衰变为Pa的过程中释放能量为__________MeV(保留三位有效数字)． (3)在第(2)问中，若原来U静止，衰变后放出的a粒子速度为va=3×107m/s，不计电子和衰变过程中释放光子的动量，Pa的速度大小约为多少(保留两位有效数字)？(请写出必要的解答过程) 【规律方法】以微观世界的原子核为素材，将动量守恒定律与核反应结合在一起，实现模块内的小综合考查是十分走俏的命题形式，值得同学们注意．【变式练习】(2011??江苏卷)有些核反应过程是吸收能量的：例如在中，核反应吸收的能量Q=[(mO+mH)-(mX+mN)]c2.在该核反应中，X表示什么粒子？X粒子以动能Ek轰击静止的N核，若Ek=Q，则该核反应能否发生？请简要说明理由．【解析】由核反应方程可知：X为He，而核反应吸收的能为Q，若Ek=Q，不满足动量、能量守恒要求．热点四验证动量守恒定律实验【例4】图11.1-4为验证动量守恒实验装置示意图． (1)入射小球1与被碰小球2直径相同，它们的质量相比较，应是________． (2)为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽轨道末端使其. (3)继续实验步骤如下： A．在地面上依次铺白纸和复写纸． B．确定重锤对应点O，用游标卡尺测量小球的直径2r. C．不放球2，让球1从槽M点滚下，确定它的落地点P. D．把球2放在立柱上，让球1从斜槽M点滚下，与球2正碰后，确定它们的落地位置L1、L2. E．量出OL1、OP、OL2的长度． F．看m1+ m2与m1 是否相等，以验证动量守恒．上述步骤不完善及错误之处有：图11.1-4 【规律方法】新课改下高考不再把本实验作为大题进行考查，但模块内综合还是可以命题的，复习时应该注意本实验的复习．【变式练习】 (2011??北京卷)如图11.1-5，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．①实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量____(填选项前的序号)，间接地解决这个问题． A．小球开始释放高度 B．小球抛出点距地面的高度 C．小球做平抛运动的射程图11.1-5 C ②图11.1-5中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP.然后把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是_____.(填选项的符号) A．用天平测量两个小球的质量m1、m2 B．测量小球m1开始释放高度h C．测量抛出点距地面的高度H D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N E．测量平抛射程OM、ON ADE ③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为__________________________(用②中测量的量表示)；若碰撞是弹性碰撞．那么还应满足的表达式为(用②中测量的量表示)． m1×OM+m2×ON=m1×OP m1×OM2+m2×ON2=m1×OP2 ④经测定，m1=45.0 g，m2=7.5 g，小球落地点的平均位置到O点的距离如图11.1-6所示．碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1′，则p1∶p1′= ∶11；若碰撞结束时m2的动量为p2′，则p1′∶p2′= . 实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值 ni为. 图11.1-6 11∶2.9 1～1.01 14 ⑤有同学认为在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变可以使被撞小球做平抛运动的射程增大．请你用④中已知的数据，分析计算出被撞小球m2平抛运动射程ON的最大值为____ cm. 76.8 【解析】该实验是利用平抛的射程表示碰撞前后的速度，做该题时应注意须测量质量及平抛的水平位移，再由动量守恒定律求解．【命题预测】静止的氮核被速度为v0的中子击中生成碳核和另一种原子核甲，已知与甲核的速度方向与碰撞前中子的速度方向一致，碰后碳核与甲核的动量之比为1∶1. (1)写出核反应方程式． (2)求C与甲核的速度各是多大？【预测缘由】预测以原子物理中微观粒子为素材来考查动量守恒定律仍将是考查的重点，因为这种考查形式更容易将原子物理中的核反应方程、爱因斯坦质能方程、质量亏损等知识要点融合进来，从而达到模块间的小综合．。
11 届“学海导航”高考二轮复习可修改课件第21 讲
专题9D 电学实验
物理（广东）2 第2 讲电学实验34．测定电源的电动势和内阻
测定电源的电动势和内电阻的原理为闭合电路的欧姆定律：E=U+Ir①.基本方法为伏安法，此外近年高考中还多次考查到伏阻法、安阻法．4(1)伏安法．原理如图9-2-9甲所示，改变R 的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U 值，利用闭合电路的欧姆定律根据①式求出几组E、r 值，最后分别算出它们的平均值．图9-2-95
此外，还可以用作图法来处理数据．即在坐标纸上以I 为横坐标，U 为纵坐标，用测出的几组I、U 值画出U-I 图象(如图9-2-9乙)所得直线跟纵轴的交点即为电源电动势值，图线斜率的绝对值即为电源内阻r 的值．6(2)安阻法原理图如图9-2-10所示．由①式变形为E=I(R+r)或R=
改变R 值，测出一系列的I、R 值，由E=I1(R1+r)，E=I2(R2+r)求出E 和r，或由R= .
图象，图象在R 轴上的截距即为电源内阻的负值，图线的斜率即为电动势
E.图9-2-107
(3)伏阻法
图9-2-11
原理如图9-2-11所示．由①式得：
改变R 值，得出一系列U 值，由
计算求出E 和r；或由作出图象，图象在轴上的截距为电动势的倒数,斜率为和截距可求得电动势和内电阻．由斜率8
【例4】用电流表和电压表测定电池的电动势E 和内阻r，如图9-2-12甲。
