高中地理魯教版教案
發(fā)表時間:2020-11-25魯科版高二物理選修3-5教師用書第5章章末分層突破。
章末分層突破自我校對]
①光電子
②波粒
③hν
④W+12mv2
⑤概率波
⑥hν
⑦hλ
⑧ΔxΔp
光電效應(yīng)現(xiàn)象的分析
1.光電效應(yīng)的特點
(1)產(chǎn)生條件:入射光頻率等于或大于被照射金屬的極限頻率.
(2)入射光頻率→決定每個光子能量E=hν→決定光電子逸出后最大初動能.
(3)入射光強度→決定每秒鐘逸出的光電子數(shù)→決定光電流大?。?br> (4)愛因斯坦光電效應(yīng)方程hν=W+12mv2
W表示金屬的逸出功,νc表示金屬的極限頻率,則W=hνc.
2.光電效應(yīng)問題分析
有關(guān)光電效應(yīng)的問題主要有兩個方面:一是關(guān)于光電效應(yīng)現(xiàn)象的判斷,二是運用光電效應(yīng)方程進行簡單計算.解題的關(guān)鍵在于掌握光電效應(yīng)規(guī)律,明確各概念之間的決定關(guān)系,準確把握它們的內(nèi)在聯(lián)系.
(多選)利用光電管研究光電效應(yīng)實驗如圖51所示,用頻率為ν1的可見光照射陰極K,電流表中有電流通過,則()
圖51
A.用紫外線照射,電流表中一定有電流通過
B.用紅外線照射,電流表中一定無電流通過
C.用頻率為ν1的可見光照射K,當滑動變阻器的滑動觸頭移到A端時,電流表中一定無電流通過
D.用頻率為ν1的可見光照射K,當滑動變阻器的滑動觸頭向B端滑動時,電流表示數(shù)可能不變
【解析】因紫外線的頻率比可見光的頻率高,所以用紫外線照射時,電流表中一定有電流通過,A正確;因不知陰極K的截止頻率,所以用紅外線照射時不一定發(fā)生光電效應(yīng),B錯誤;用頻率為ν1的可見光照射K,當滑動變阻器的滑動觸頭移到A端時,UMK=0,光電效應(yīng)還在發(fā)生,電流表中一定有電流通過,C錯誤;滑動變阻器的觸頭向B端滑動時,UMK增大,陽極M吸收光電子的能力增強,光電流會增大,當所有光電子都到達陽極M時,電流達到最大,即飽和電流,若在滑動前,電流已經(jīng)達到飽和電流,那么再增大UMK,光電流也不會增大,D正確.
【答案】AD
對光的波粒二象性的理解
光子的能量E=hν,和動量p=hνc是描述光的粒子性的重要物理量,波長λ和頻率ν是描述光的波動性的典型物理量.普朗克常量h架起了粒子性與波動性之間的橋梁.
項目內(nèi)容備注
光的粒子性①光與物質(zhì)發(fā)生相互作用時,這種作用是一份一份進行的,表現(xiàn)出粒子的性質(zhì)
②少量或個別的光子表現(xiàn)出光的粒子性
③頻率高的光表現(xiàn)出光的粒子性,頻率越高,粒子性越明顯①粒子性的含義是“不連續(xù)”、“一份一份的”
②光的粒子性中的粒子不同于宏觀觀念上的粒子
光的波動性①光子傳播時,表現(xiàn)出波的性質(zhì)
②大量光子表現(xiàn)出波動性
③頻率低的光表現(xiàn)出光的波動性,波長越長,波動性越明顯①光的波動性是波本身的屬性,不是光子之間相互作用產(chǎn)生的
②光的波動性中的波不同于宏觀觀念上的波
波和粒子的對立、統(tǒng)一①宏觀世界:波和粒子是相互對立的
②微觀世界:波和粒子是統(tǒng)一的光子說并沒有否定波動說,E=hcλ中c和λ都是波的概念
(多選)關(guān)于光的波粒二象性的說法中,正確的是()
A.一束傳播的光,有的光是波,有的光是粒子
B.光子與電子是同樣的一種粒子,光波與機械波是同樣的一種波
C.光的波動性不是由于光子間的相互作用而形成的
D.光是一種波,同時也是一種粒子,光子說并未否定電磁說,在光子能量ε=hν中,頻率ν仍表示的是波的特性
【解析】光是一種波,同時也是一種粒子,光具有波粒二象性,A錯誤;當光和物質(zhì)作用時,是“一份一份”的,表現(xiàn)出粒子性,光的干涉、衍射又說明光是一種波,光既不同于宏觀的粒子,也不同于宏觀的波,B錯誤,C正確;光具有波粒二象性,光的波動性與粒子性不是獨立的,由公式ε=hν可以看出二者是有聯(lián)系的.光的粒子性并沒有否定光的波動性,D正確.
【答案】CD
1能否發(fā)生光電效應(yīng)是由入射光的頻率與金屬的極限頻率大小關(guān)系決定.
2飽和光電流的大小與入射光的強度有關(guān),入射光的強度越大,飽和光電流越大.
3光具有波粒二象性,條件不同,光的波動性或粒子性的表現(xiàn)程度也不相同.
1.(多選)現(xiàn)用某一光電管進行光電效應(yīng)實驗,當用某一頻率的光入射時,有光電流產(chǎn)生.下列說法正確的是()
A.保持入射光的頻率不變,入射光的光強變大,飽和光電流變大
B.入射光的頻率變高,飽和光電流變大
C.入射光的頻率變高,光電子的最大初動能變大
D.保持入射光的光強不變,不斷減小入射光的頻率,始終有光電流產(chǎn)生
【解析】產(chǎn)生光電效應(yīng)時,光的強度越大,單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)越多,飽和光電流越大,說法A正確.飽和光電流大小與入射光的頻率無關(guān),說法B錯誤.光電子的最大初動能隨入射光頻率的增加而增加,與入射光的強度無關(guān),說法C正確.減小入射光的頻率,如低于極限頻率,則不能發(fā)生光電效應(yīng),沒有光電流產(chǎn)生,說法D錯誤.
【答案】AC
2.(多選)現(xiàn)代物理學(xué)認為,光和實物粒子都具有波粒二象性.下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是()【導(dǎo)學(xué)號:64772070】
A.一定頻率的光照射到鋅板上,光的強度越大,單位時間內(nèi)鋅板上發(fā)射的光電子就越多
B.質(zhì)量為10-3kg、速度為10-2m/s的小球,其德布羅意波長約為10-23m,不過我們能清晰地觀測到小球運動的軌跡
C.人們常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu),因為熱中子的德布羅意波長與晶體中原子間距大致相同
D.大量電子通過狹縫,在屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋
【解析】光子照射到鋅板上,發(fā)生光電效應(yīng),說明光有粒子性,A錯誤;由于實物的波長很小,波動性不明顯,表現(xiàn)為粒子性,所以看到小球的軌跡,B錯誤;用熱中子研究晶體結(jié)構(gòu),其實是通過中子的衍射來“觀察”晶體的,是利用中子的波動性,C正確;大量電子通過狹縫,在屏上出現(xiàn)明暗相間的干涉條紋,說明電子具有波動性,D正確.
【答案】CD
3.用圖52甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象,當用光子能量為5eV的光照射到光電管上時,測得電流計上的示數(shù)隨電壓變化的圖像如圖52乙所示.則光電子的最大初動能為________J,金屬的逸出功為________J.
圖52
【解析】由圖乙可知該金屬的遏止電壓Uc=2V,則光電子的最大初動能Ek=eUc=3.2×10-19J;由光電效應(yīng)方程,可得:Ek=hν-W,即W=4.8×10-19J.
【答案】3.2×10-194.8×10-19
4.(1)已知光速為c,普朗克常數(shù)為h,則頻率為ν的光子的動量為________.用該頻率的光垂直照射平面鏡,光被鏡面全部垂直反射回去,則光子在反射前后動量改變量的大小為________.
(2)幾種金屬的逸出功W0見下表:
金屬鎢鈣鈉鉀銣
W0(×10-19J)7.265.123.663.603.41
用一束可見光照射上述金屬的表面,請通過計算說明哪些能發(fā)生光電效應(yīng).已知該可見光的波長范圍為4.0×10-7~7.6×10-7m,普朗克常數(shù)h=6.63×10-34Js.
【解析】(1)光速為c,頻率為ν的光子的波長λ=cν,光子的動量p=hλ=hνc.用該頻率的光垂直照射平面鏡,光被垂直反射,則光子在反射前后動量方向相反,取反射后的方向為正方向,則反射前后動量改變量Δp=p2-p1=2hνc.
(2)光子的能量E=hcλ
取λ=4.0×10-7m,則E≈5.0×10-19J
根據(jù)E>W(wǎng)0判斷,鈉、鉀、銣能發(fā)生光電效應(yīng).
【答案】(1)hνc2hνc
(2)鈉、鉀、銣能發(fā)生光電效應(yīng)
5.光具有波粒二象性,光子的能量E=hν,其中頻率ν表征波的特征.在愛因斯坦提出光子說之后,又提出了光子動量p與光波波長λ的關(guān)系λ=hp.若某激光管以P=60W的功率發(fā)射波長λ=663nm的光束,試根據(jù)上述理論計算:
(1)該管在1s內(nèi)發(fā)射出多少個光子?
(2)若該管發(fā)射的光束被某黑體表面吸收,那么該黑體表面所受到的光束對它的作用力F為多大?
【解析】(1)由能量守恒定律得Pt=nhcλ,可得n=2×1020個.
(2)對光子由動量定理,可得F′t=(p2-p1)n,可得F′=-2×10-7N
由牛頓第三定律知黑體表面所受作用力F=-F′=2×10-7N.
【答案】(1)2×1020個(2)2×10-7N
相關(guān)知識
2018版高考數(shù)學(xué)(理科)一輪設(shè)計:第5~6章教師用書(人教A版)
作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者,在教學(xué)時能夠胸有成竹,高中教師在教學(xué)前就要準備好教案,做好充分的準備。教案可以讓學(xué)生們充分體會到學(xué)習(xí)的快樂,有效的提高課堂的教學(xué)效率。寫好一份優(yōu)質(zhì)的高中教案要怎么做呢?下面是小編精心為您整理的“2018版高考數(shù)學(xué)(理科)一輪設(shè)計:第5~6章教師用書(人教A版)”,但愿對您的學(xué)習(xí)工作帶來幫助。
第1講平面向量的概念及線性運算
最新考綱1.了解向量的實際背景;2.理解平面向量的概念,理解兩個向量相等的含義;3.理解向量的幾何表示;4.掌握向量加法、減法的運算,并理解其幾何意義;5.掌握向量數(shù)乘的運算及其幾何意義,理解兩個向量共線的含義;6.了解向量線性運算的性質(zhì)及其幾何意義.
知識梳理
1.向量的有關(guān)概念
名稱定義備注
向量既有大小又有方向的量;向量的大小叫做向量的長度(或稱模)平面向量是自由向量
零向量長度為零的向量;其方向是任意的記作0
單位向量長度等于1個單位的向量非零向量a的單位向量為±a|a|
平行向量方向相同或相反的非零向量0與任一向量平行或共線
共線向量方向相同或相反的非零向量又叫做共線向量
相等向量長度相等且方向相同的向量兩向量只有相等或不等,不能比較大小
相反向量長度相等且方向相反的向量0的相反向量為0
2.向量的線性運算
向量運算定義法則(或幾何意義)運算律
加法求兩個向量和的運算
(1)交換律:
a+b=b+a
(2)結(jié)合律:
(a+b)+c=
a+(b+c)
減法求a與b的相反向量-b的和的運算叫做a與b的差
a-b=a+(-b)
數(shù)乘求實數(shù)λ與向量a的積的運算(1)|λa|=|λ||a|;
(2)當λ>0時,λa的方向與a的方向相同;當λ<0時,λa的方向與a的方向相反;當λ=0時,λa=0λ(μa)=λμa;(λ+μ)a=λa+μa;λ(a+b)=λa+λb
3.共線向量定理
向量a(a≠0)與b共線的充要條件是存在唯一一個實數(shù)λ,使得b=λa.診斷自測
1.判斷正誤(在括號內(nèi)打“√”或“×”)精彩PPT展示
(1)零向量與任意向量平行.()
(2)若a∥b,b∥c,則a∥c.()
(3)向量AB→與向量CD→是共線向量,則A,B,C,D四點在一條直線上.()
(4)當兩個非零向量a,b共線時,一定有b=λa,反之成立.()
(5)在△ABC中,D是BC中點,則AD→=12(AC→+AB→).()
解析(2)若b=0,則a與c不一定平行.
(3)共線向量所在的直線可以重合,也可以平行,則A,B,C,D四點不一定在一條直線上.
答案(1)√(2)×(3)×(4)√(5)√
2.給出下列命題:①零向量的長度為零,方向是任意的;②若a,b都是單位向量,則a=b;③向量AB→與BA→相等.則所有正確命題的序號是()
A.①B.③C.①③D.①②
解析根據(jù)零向量的定義可知①正確;根據(jù)單位向量的定義可知,單位向量的模相等,但方向不一定相同,故兩個單位向量不一定相等,故②錯誤;向量AB→與BA→互為相反向量,故③錯誤.
答案A
3.(2017棗莊模擬)設(shè)D為△ABC所在平面內(nèi)一點,AD→=-13AB→+43AC→,若BC→=λDC→(λ∈R),則λ=()
A.2B.3C.-2D.-3
解析由AD→=-13AB→+43AC→,可得3AD→=-AB→+4AC→,即4AD→-4AC→=AD→-AB→,則4CD→=BD→,即BD→=-4DC→,可得BD→+DC→=-3DC→,故BC→=-3DC→,則λ=-3,故選D.
答案D
4.(2015全國Ⅱ卷)設(shè)向量a,b不平行,向量λa+b與a+2b平行,則實數(shù)λ=____________.
解析∵向量a,b不平行,∴a+2b≠0,
又向量λa+b與a+2b平行,
則存在唯一的實數(shù)μ,使λa+b=μ(a+2b)成立,即λa+b=μa+2μb,則得λ=μ,1=2μ,解得λ=μ=12.
答案12
5.(必修4P92A12改編)已知ABCD的對角線AC和BD相交于O,且OA→=a,OB→=b,則DC→=______,BC→=________(用a,b表示).
解析如圖,DC→=AB→=OB→-OA→=b-a,BC→=OC→-OB→=-OA→-OB→=-a-b.
答案b-a-a-b
考點一平面向量的概念
【例1】下列命題中,不正確的是________(填序號).
①若|a|=|b|,則a=b;
②若A,B,C,D是不共線的四點,則“AB→=DC→”是“四邊形ABCD為平行四邊形”的充要條件;
③若a=b,b=c,則a=c.
解析①不正確.兩個向量的長度相等,但它們的方向不一定相同.
②正確.∵AB→=DC→,∴|AB→|=|DC→|且AB→∥DC→,又A,B,C,D是不共線的四點,∴四邊形ABCD為平行四邊形;反之,若四邊形ABCD為平行四邊形,則|AB→|=|DC→|,
AB→∥DC→且AB→,DC→方向相同,因此AB→=DC→.
③正確.∵a=b,∴a,b的長度相等且方向相同,又b=c,∴b,c的長度相等且方向相同,∴a,c的長度相等且方向相同,故a=c.
答案①
規(guī)律方法(1)相等向量具有傳遞性,非零向量的平行也具有傳遞性.
(2)共線向量即為平行向量,它們均與起點無關(guān).
(3)向量可以平移,平移后的向量與原向量是相等向量.解題時,不要把它與函數(shù)圖象的移動混為一談.
(4)非零向量a與a|a|的關(guān)系:a|a|是與a同方向的單位向量.
【訓(xùn)練1】下列命題中,正確的是________(填序號).
①有向線段就是向量,向量就是有向線段;
②向量a與向量b平行,則a與b的方向相同或相反;
③兩個向量不能比較大小,但它們的模能比較大小.
解析①不正確,向量可以用有向線段表示,但向量不是有向線段,有向線段也不是向量;
②不正確,若a與b中有一個為零向量,零向量的方向是不確定的,故兩向量方向不一定相同或相反;
③正確,向量既有大小,又有方向,不能比較大?。幌蛄康哪>鶠閷崝?shù),可以比較大小.
答案③
考點二平面向量的線性運算
【例2】(1)(2017濰坊模擬)在△ABC中,P,Q分別是AB,BC的三等分點,且AP=13AB,BQ=13BC.若AB→=a,AC→=b,則PQ→=()
A.13a+13bB.-13a+13b
C.13a-13bD.-13a-13b
(2)(2015北京卷)在△ABC中,點M,N滿足AM→=2MC→,BN→=NC→.若MN→=xAB→+yAC→,則x=________;y=________.
解析(1)PQ→=PB→+BQ→=23AB→+13BC→=23AB→+
13(AC→-AB→)=13AB→+13AC→=13a+13b,故選A.
(2)由題中條件得,MN→=MC→+CN→=13AC→+12CB→=13AC→+12(AB→-AC→)=12AB→-16AC→=xAB→+yAC→,所以x=12,y=-16.
答案(1)A(2)12-16
規(guī)律方法(1)解題的關(guān)鍵在于熟練地找出圖形中的相等向量,并能熟練運用相反向量將加減法相互轉(zhuǎn)化.
(2)用幾個基本向量表示某個向量問題的基本技巧:①觀察各向量的位置;②尋找相應(yīng)的三角形或多邊形;③運用法則找關(guān)系;④化簡結(jié)果.
【訓(xùn)練2】(1)如圖,正方形ABCD中,點E是DC的中點,點F是BC的一個靠近B點的三等分點,那么EF→等于()
A.12AB→-13AD→B.14AB→+12AD→
C.13AB→+12DA→D.12AB→-23AD→
(2)在△ABC中,AB=2,BC=3,∠ABC=60°,AD為BC邊上的高,O為AD的中點,若AO→=λAB→+μBC→,則λ+μ等于()
A.1B.12C.13D.23
解析(1)在△CEF中,有EF→=EC→+CF→.
因為點E為DC的中點,所以EC→=12DC→.
因為點F為BC的一個靠近B點的三等分點,
所以CF→=23CB→.
所以EF→=12DC→+23CB→=12AB→+23DA→
=12AB→-23AD→,故選D.
(2)∵AD→=AB→+BD→=AB→+13BC→,
∴2AO→=AB→+13BC→,即AO→=12AB→+16BC→.
故λ+μ=12+16=23.
答案(1)D(2)D
考點三共線向量定理及其應(yīng)用
【例3】設(shè)兩個非零向量a與b不共線.
(1)若AB→=a+b,BC→=2a+8b,CD→=3(a-b).求證:A,B,D三點共線;
(2)試確定實數(shù)k,使ka+b和a+kb共線.
(1)證明∵AB→=a+b,BC→=2a+8b,CD→=3(a-b).
∴BD→=BC→+CD→=2a+8b+3(a-b)=2a+8b+3a-3b=5(a+b)=5AB→.∴AB→,BD→共線,
又它們有公共點B,
∴A,B,D三點共線.
(2)解∵ka+b與a+kb共線,∴存在實數(shù)λ,
使ka+b=λ(a+kb),即ka+b=λa+λkb,
∴(k-λ)a=(λk-1)b.
∵a,b是不共線的兩個非零向量,
∴k-λ=λk-1=0,∴k2-1=0,∴k=±1.
規(guī)律方法(1)證明三點共線問題,可用向量共線解決,但應(yīng)注意向量共線與三點共線的區(qū)別與聯(lián)系,當兩向量共線且有公共點時,才能得出三點共線.
(2)向量a,b共線是指存在不全為零的實數(shù)λ1,λ2,使λ1a+λ2b=0成立.
【訓(xùn)練3】(1)(2017資陽模擬)已知向量AB→=a+3b,BC→=5a+3b,CD→=-3a+3b,則()
A.A,B,C三點共線B.A,B,D三點共線
C.A,C,D三點共線D.B,C,D三點共線
(2)已知A,B,C是直線l上不同的三個點,點O不在直線l上,則使等式x2OA→+xOB→+BC→=0成立的實數(shù)x的取值集合為()
A.{0}B.C.{-1}D.{0,-1}
解析(1)∵BD→=BC→+CD→=2a+6b=2(a+3b)=2AB→,
∴BD→、AB→共線,又有公共點B,
∴A,B,D三點共線.故選B.
(2)因為BC→=OC→-OB→,所以x2OA→+xOB→+OC→-OB→=0,即OC→=-x2OA→-(x-1)OB→,因為A,B,C三點共線,
所以-x2-(x-1)=1,即x2+x=0,
解得x=0或x=-1.
答案(1)B(2)D
[思想方法]
1.向量的線性運算滿足三角形法則和平行四邊形法則.向量加法的三角形法則要素是“首尾相接,指向終點”;向量減法的三角形法則要素是“起點重合,指向被減向量”;平行四邊形法則要素是“起點重合”.
2.證明三點共線問題,可用向量共線來解決,但應(yīng)注意向量共線與三點共線的區(qū)別與聯(lián)系,當兩向量共線且有公共點時,才能得出三點共線.
3.對于三點共線有以下結(jié)論:對于平面上的任一點O,OA→,OB→不共線,滿足OP→=xOA→+yOB→(x,y∈R),則P,A,B共線x+y=1.
[易錯防范]
1.解決向量的概念問題要注意兩點:一是不僅要考慮向量的大小,更重要的是要考慮向量的方向;二是考慮零向量是否也滿足條件.要特別注意零向量的特殊性.
2.在利用向量減法時,易弄錯兩向量的順序,從而求得所求向量的相反向量,導(dǎo)致錯誤.
基礎(chǔ)鞏固題組
(建議用時:30分鐘)
一、選擇題
1.已知下列各式:①AB→+BC→+CA→;②AB→+MB→+BO→+OM→;③OA→+OB→+BO→+CO→;④AB→-AC→+BD→-CD→.其中結(jié)果為零向量的個數(shù)為()
A.1B.2C.3D.4
解析由題知結(jié)果為零向量的是①④,故選B.
答案B
2.設(shè)a是非零向量,λ是非零實數(shù),下列結(jié)論中正確的是()
A.a與λa的方向相反B.a與λ2a的方向相同
C.|-λa|≥|a|D.|-λa|≥|λ|a
解析對于A,當λ>0時,a與λa的方向相同,當λ<0時,a與λa的方向相反;B正確;對于C,|-λa|=|-λ||a|,由于|-λ|的大小不確定,故|-λa|與|a|的大小關(guān)系不確定;對于D,|λ|a是向量,而|-λa|表示長度,兩者不能比較大小.
答案B
3.如圖,在正六邊形ABCDEF中,BA→+CD→+EF→=()
A.0B.BE→
C.AD→D.CF→
解析由題圖知BA→+CD→+EF→=BA→+AF→+CB→=CB→+BF→=CF→.
答案D
4.設(shè)a0為單位向量,下述命題中:①若a為平面內(nèi)的某個向量,則a=|a|a0;②若a與a0平行,則a=|a|a0;③若a與a0平行且|a|=1,則a=a0.假命題的個數(shù)是()
A.0B.1C.2D.3
解析向量是既有大小又有方向的量,a與|a|a0的模相同,但方向不一定相同,故①是假命題;若a與a0平行,則a與a0的方向有兩種情況:一是同向,二是反向,反向時a=-|a|a0,故②③也是假命題.綜上所述,假命題的個數(shù)是3.
答案D
5.設(shè)M為平行四邊形ABCD對角線的交點,O為平行四邊形ABCD所在平面內(nèi)任意一點,則OA→+OB→+OC→+OD→等于()
A.OM→B.2OM→C.3OM→D.4OM→
解析OA→+OB→+OC→+OD→=(OA→+OC→)+(OB→+OD→)=2OM→+2OM→=4OM→.故選D.
答案D
6.在△ABC中,AB→=c,AC→=b,若點D滿足BD→=2DC→,則AD→等于()
A.23b+13cB.53c-23b
C.23b-13cD.13b+23c
解析∵BD→=2DC→,∴AD→-AB→=BD→=2DC→=2(AC→-AD→),
∴3AD→=2AC→+AB→,∴AD→=23AC→+13AB→=23b+13c.
答案A
7.(2017溫州八校檢測)設(shè)a,b不共線,AB→=2a+pb,BC→=a+b,CD→=a-2b,若A,B,D三點共線,則實數(shù)p的值為()
A.-2B.-1C.1D.2
解析∵BC→=a+b,CD→=a-2b,
∴BD→=BC→+CD→=2a-b.
又∵A,B,D三點共線,∴AB→,BD→共線.
設(shè)AB→=λBD→,∴2a+pb=λ(2a-b),
∴2=2λ,p=-λ,∴λ=1,p=-1.
答案B
8.如圖所示,已知AB是圓O的直徑,點C,D是半圓弧的兩個三等分點,AB→=a,AC→=b,則AD→=()
A.a-12bB.12a-b
C.a+12bD.12a+b
解析連接CD,由點C,D是半圓弧的三等分點,得CD∥AB且CD→=12AB→=12a,
所以AD→=AC→+CD→=b+12a.
答案D
二、填空題
9.如圖,點O是正六邊形ABCDEF的中心,在分別以正六邊形的頂點和中心為始點和終點的向量中,與向量OA→相等的向量有________個.
解析根據(jù)正六邊形的性質(zhì)和相等向量的定義,易知與向量OA→相等的向量有CB→,DO→,EF→,共3個.
答案3
10.如圖,在平行四邊形ABCD中,對角線AC與BD交于點O,AB→+AD→=λAO→,則λ=________.
解析因為ABCD為平行四邊形,所以AB→+AD→=AC→=2AO→,已知AB→+AD→=λAO→,故λ=2.
答案2
11.向量e1,e2不共線,AB→=3(e1+e2),CB→=e2-e1,CD→=2e1+e2,給出下列結(jié)論:①A,B,C共線;②A,B,D共線;③B,C,D共線;④A,C,D共線.其中所有正確結(jié)論的序號為________.
解析由AC→=AB→-CB→=4e1+2e2=2CD→,且AB→與CB→不共線,可得A,C,D共線,且B不在此直線上.
答案④
12.已知△ABC和點M滿足MA→+MB→+MC→=0,若存在實數(shù)m使得AB→+AC→=mAM→成立,則m=________.
解析由已知條件得MB→+MC→=-MA→,如圖,延長AM交BC于D點,則D為BC的中點.
延長BM交AC于E點,延長CM交AB于F點,同理可證E,F(xiàn)分別為AC,AB的中點,即M為△ABC的重心,
∴AM→=23AD→=13(AB→+AC→),即AB→+AC→=3AM→,則m=3.
答案3
能力提升題組
(建議用時:15分鐘)
13.(2017延安模擬)設(shè)e1與e2是兩個不共線向量,AB→=3e1+2e2,CB→=ke1+e2,CD→=3e1-2ke2,若A,B,D三點共線,則k的值為()
A.-94B.-49
C.-38D.不存在
解析由題意,A,B,D三點共線,故必存在一個實數(shù)λ,使得AB→=λBD→.
又AB→=3e1+2e2,CB→=ke1+e2,CD→=3e1-2ke2,
所以BD→=CD→-CB→=3e1-2ke2-(ke1+e2)
=(3-k)e1-(2k+1)e2,
所以3e1+2e2=λ(3-k)e1-λ(2k+1)e2,
所以3=λ(3-k),2=-λ(2k+1),解得k=-94.
答案A
14.已知點O,A,B不在同一條直線上,點P為該平面上一點,且2OP→=2OA→+BA→,則()
A.點P在線段AB上B.點P在線段AB的反向延長線上
C.點P在線段AB的延長線上D.點P不在直線AB上
解析因為2OP→=2OA→+BA→,所以2AP→=BA→,所以點P在線段AB的反向延長線上,故選B.
答案B
15.O是平面上一定點,A,B,C是平面上不共線的三個點,動點P滿足:OP→=OA→+λAB→|AB→|+AC→|AC→|,λ∈[0,+∞),則P的軌跡一定通過△ABC的()
A.外心B.內(nèi)心C.重心D.垂心
解析作∠BAC的平分線AD.∵OP→=OA→+λAB→|AB→|+AC→|AC→|,
∴AP→=λAB→|AB→|+AC→|AC→|=λ′AD→|AD→|(λ′∈[0,+∞)),
∴AP→=λ′|AD→|AD→,∴AP→∥AD→.
∴P的軌跡一定通過△ABC的內(nèi)心.
答案B
16.若點O是△ABC所在平面內(nèi)的一點,且滿足|OB→-OC→|=|OB→+OC→-2OA→|,則△ABC的形狀為________.
解析OB→+OC→-2OA→=(OB→-OA→)+(OC→-OA→)=AB→+AC→,OB→-OC→=CB→=AB→-AC→,∴|AB→+AC→|=|AB→-AC→|.
故A,B,C為矩形的三個頂點,△ABC為直角三角形.
答案直角三角形
第2講平面向量基本定理及坐標表示
最新考綱1.了解平面向量的基本定理及其意義;2.掌握平面向量的正交分解及其坐標表示;3.會用坐標表示平面向量的加法、減法與數(shù)乘運算;4.理解用坐標表示的平面向量共線的條件.
高中物理選修3-5知識點總結(jié)
高中物理選修3-5知識點總結(jié)
碰撞
兩個物體相互作用時間極短,作用力又很大,其他作用相對很小,運動狀態(tài)發(fā)生顯著化的現(xiàn)象叫做碰撞。
以物體間碰撞形式區(qū)分,可以分為“對心碰撞”(正碰),而物體碰前速度沿它們質(zhì)心的連線;“非對心碰撞”——中學(xué)階段不研究。
以物體碰撞前后兩物體總動能是否變化區(qū)分,可以分為:“彈性碰撞”。碰撞前后物體系總動能守恒;“非彈性碰撞”,完全非彈性碰撞是非彈性碰撞的特例,這種碰撞,物體在相碰后粘合在一起,動能損失最大。
各類碰撞都遵守動量守恒定律和能量守恒定律,不過在非彈性碰撞中,有一部分動能轉(zhuǎn)變成了其他形式能量,因此動能不守恒了。
動量與動能的比較
動量是矢量,動能是標量。
動量是用來描述機械運動互相轉(zhuǎn)移的物理量,而動能往往用來描述機械運動與其他運動(比如熱、光、電等)相互轉(zhuǎn)化的物理量。
比如完全非彈性碰撞過程研究機械運動轉(zhuǎn)移——速度的變化可以用動量守恒,若要研究碰撞過程改變成內(nèi)能的機械能則要用動能為損失去計算了。所以動量和動能是從不同側(cè)面反映和描述機械運動的物理量。
動量守恒定律與機械能守恒定律比較:前者是矢量式,有廣泛的適用范圍,而后者是標量式其適用范圍則要窄得多。這些區(qū)別在使用中一定要注意。
動量
可以從兩個側(cè)面對動量進行定義或解釋:
物體的質(zhì)量跟其速度的乘積,叫做物體的動量。
動量是物體機械運動的一種量度。
動量的表達式P=mv。單位是。動量是矢量,其方向就是瞬時速度的方向。因為速度是相對的,所以動量也是相對的。
量子論
1.創(chuàng)立標志:1900年普朗克在德國的《物理年刊》上發(fā)表《論正常光譜能量分布定律》的論文,標志著量子論的誕生。
2.量子論的主要內(nèi)容
普朗克認為物質(zhì)的輻射能量并不是無限可分的,其最小的、不可分的能量單元即“能量子”或稱“量子”,也就是說組成能量的單元是量子。
物質(zhì)的輻射能量不是連續(xù)的,而是以量子的整數(shù)倍跳躍式變化的。
熱輻射現(xiàn)象
任何物體在任何溫度下都要發(fā)射各種波長的電磁波,并且其輻射能量的大小及輻射能量按波長的分布都與溫度有關(guān)。這種由于物質(zhì)中的分子、原子受到熱激發(fā)而發(fā)射電磁波的現(xiàn)象稱為熱輻射。
物體在任何溫度下都會輻射能量。
物體既會輻射能量,也會吸收能量。物體在某個頻率范圍內(nèi)發(fā)射電磁波能力越大,則它吸收該頻率范圍內(nèi)電磁波能力也越大。
輻射和吸收的能量恰相等時稱為熱平衡。此時溫度恒定不變。
實驗表明:物體輻射能多少決定于物體的溫度(T)、輻射的波長、時間的長短和發(fā)射的面積。
光電效應(yīng)
1.光電效應(yīng)在光(包括不可見光)的照射下,從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。
光電效應(yīng)的實驗規(guī)律:裝置如下圖
任何一種金屬都有一個極限頻率,入射光的頻率必須大于這個極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng),低于極限頻率的光不能發(fā)生光電效應(yīng)。
光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān),光隨入射光頻率的增大而增大。
大于極限頻率的光照射金屬時,光電流強度(反映單位時間發(fā)射出的光電子數(shù)的多少),與入射光強度成正比。
金屬受到光照,光電子的發(fā)射一般不超過10-9秒。
高中物理3-5教學(xué)案
一名愛崗敬業(yè)的教師要充分考慮學(xué)生的理解性,作為高中教師就要早早地準備好適合的教案課件。教案可以讓學(xué)生們有一個良好的課堂環(huán)境,幫助授課經(jīng)驗少的高中教師教學(xué)。高中教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢?下面是小編精心為您整理的“高中物理3-5教學(xué)案”,歡迎大家閱讀,希望對大家有所幫助。
教案部分
16.6用動量概念表示牛頓第二定律
【教學(xué)目標】
(一)知識與技能
1.理解動量定理的確切含義和表達式,知道動量定理適用于變力。
2.會用動量定理解釋有關(guān)物理現(xiàn)象,并能掌握一維情況下的計算問題。
(二)過程與方法
運用牛頓運動定律和運動學(xué)公式推導(dǎo)出動量定理表達式。
(三)情感、態(tài)度與價值觀
通過運用所學(xué)知識推導(dǎo)新的規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。激發(fā)學(xué)生探索新知識的欲望。
【教學(xué)重點】
理解動量定理的確切含義和表達式
【教學(xué)難點】
會用動量定理解釋有關(guān)物理現(xiàn)象,并能掌握一維情況下的計算問題
【教學(xué)方法】
教師啟發(fā)、引導(dǎo),學(xué)生討論、交流。
【教學(xué)用具】
生雞蛋、鋪有較厚的海綿墊的白鐵桶、細線、金屬小球、橡皮筋、鐵架臺等,投影片,多媒體輔助教學(xué)設(shè)備
【課時安排】
1課時
【教學(xué)過程】
(一)引入新課
小實驗引入新課:
演示實驗1:雞蛋落地
【演示】事先在一個白鐵桶的底部墊上一層海綿(不讓學(xué)生知道),讓一個雞蛋從一米多高的地方下落到白鐵桶里,事先讓學(xué)生推測一下雞蛋的“命運”,然后做這個實驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)并沒有象學(xué)生想象的那樣嚴重:發(fā)現(xiàn)雞蛋不會被打破!
演示實驗2:緩沖裝置的模擬
【演示】用細線懸掛一個重物,把重物拿到一定高度,釋放后重物下落可以把細線拉斷,如果在細線上端拴一段皮筋,再從同樣的高度釋放,就不會斷了。
【讓學(xué)生在驚嘆中開始新課內(nèi)容】
在日常生活中,有不少這樣的事例:跳遠時要跳在沙坑里;跳高時在下落處要放海綿墊子;從高處往下跳,落地后雙腿往往要彎曲;輪船邊緣及輪渡的碼頭上都裝有橡皮輪胎等,這樣做的目的是為了什么呢?而在某些情況下,我們又不希望這樣,比如用鐵錘釘釘子。這些現(xiàn)象中的原因是什么呢?通過我們今天的學(xué)習(xí)來探究其中的奧秘。
(二)進行新課
1.用動量概念表示牛頓第二定律
師:給出問題
假設(shè)一個物體在恒定的合外力作用下,做勻變速直線運動,在t時刻初速度為v,在t′時刻的末速度為v′,試推導(dǎo)合外力的表達式。
學(xué)生:用牛頓第二定律F=ma以及勻變速直線運動的公式自己推導(dǎo)。
(教師巡回指導(dǎo),及時點撥、提示)
推導(dǎo)過程:如圖所示,由牛頓第二定律得,物體的加速度
合力F=ma
由于,
所以,(1)
結(jié)論:上式表示,物體所受合外力等于物體動量的變化率。這就是牛頓第二定律的另一種表達式。
2.動量定理
教師:將(1)式寫成(2)
(師生討論上式的物理意義)
總結(jié):表達式左邊是物體從t時刻到t′時刻動量的變化量,右邊是物體所受合外力與這段時間的乘積。(2)式表明,物體動量的變化量,不僅與力的大小和方向有關(guān),還與時間的長短有關(guān),力越大、作用時間越長,物體動量的變化量就越大。這個量反映了力對時間的積累效應(yīng)。
教師(講解):物理學(xué)中把力F與作用時間的乘積,稱為力的沖量,記為I,即
,單位:Ns,讀作“牛頓秒”。
將(2)式寫成(3)
(3)式表明,物體動量的變化量等于物體所受合外力的沖量,這個結(jié)論叫做動量定理。
討論:如果物體所受的力不是恒力,對動量定理的表達式應(yīng)該怎樣理解呢?
教師:引導(dǎo)學(xué)生閱讀選修3-5教材24頁第一段,理解動量定理的過程性。
總結(jié):盡管動量定理是根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)的有關(guān)公式在恒定合外力的情況下推導(dǎo)
出來的??梢宰C明:動量定理不但適用于恒力,也適用于隨時間變化的變力。對于變力情況,動量定理中的F應(yīng)理解為變力在作用時間內(nèi)的平均值。
在實際中我們常遇到變力作用的情況,比如用鐵錘釘釘子,球拍擊乒乓球等,釘子和乒乓球所受的作用力都不是恒力,這時變力的作用效果可以等效為某一個恒力的作用,則該恒力就叫變力的平均值,如圖所示,是變力與平均力的F-t圖象,其圖線與橫軸所圍的面積即為沖量的大小,當兩圖線面積相等時,即變力與平均力在t0時間內(nèi)等效。
利用動量定理不僅可以解決勻變速直線運動的問題,還可以解決曲線運動中的有關(guān)問題,將較難計算的問題轉(zhuǎn)化為較易計算的問題。
3.動量定理的方向性
例如:勻加速運動合外力沖量的方向與初動量方向相同,勻減速運動合外力沖量方向與初動量方向相反,甚至可以跟初動量方向成任何角度。在中學(xué)階段,我們僅限于初、末動量的方向、合外力的方向在同一直線上的情況(即一維情況),此時公式中各矢量的方向可以用正、負號表示,首先要選定一個正方向,與正方向相同的矢量取正值,與正方向相反的矢量取負值。
如圖所示,質(zhì)量為m的球以速度v向右運動,與墻壁碰撞后反彈的速度為v’,碰撞過程中,小球所受墻壁的作用力F的方向向左。若取向左為正方向,則小球所受墻壁的作用力為正值,初動量取負值,末動量取正值,因而根據(jù)動量定理可表示為Ft=p′一p=mv′一(一mv)=mv′十mv。此公式中F、v、v′均指該物理量的大?。ù颂幙删o接著講課本上的例題)。
小結(jié):公式Ft=p′一P=△p是矢量式,合外力的沖量的方向與物體動量變化的方向相同。合外力沖量的方向可以跟初動量方向相同,也可以相反。
演示實驗3:小鋼球碰到堅硬大理石后返回
4.應(yīng)用舉例
下面,我們應(yīng)用動量定理來解釋雞蛋下落是否會被打破等有關(guān)問題。
雞蛋從某一高度下落,分別與石頭和海綿墊接觸前的速度是相同的,也即初動量相同,碰撞后速度均變?yōu)榱悖茨﹦恿烤鶠榱悖蚨谙嗷プ饔眠^程中雞蛋的動量變化量相同。而兩種情況下的相互作用時間不同,與石頭碰時作用時間短,與海綿墊相碰時作用時間較長,由Ft=△p知,雞蛋與石頭相碰時作用大,會被打破,與海綿墊相碰時作用力較小,因而不會被打破。
接著再解釋用鐵錘釘釘子、跳遠時要落入沙坑中等現(xiàn)象。在實際應(yīng)用中,有的需要作用時
間短,得到很大的作用力而被人們所利用,有的需要延長作用時間(即緩沖)減少力的作用。請同學(xué)們再舉些有關(guān)實際應(yīng)用的例子。加強對周圍事物的觀察能力,勤于思考,一定會有收獲。
接著再解釋緩沖裝置。
在實際應(yīng)用中,有的需要作用時間短,得到很大的作用力,而被人們所利用;有的要延長作用時間而減少力的作用,請同學(xué)們再舉出一些有關(guān)實際應(yīng)用的例子,加強對周圍事物的觀察,勤于思考,一定會有收獲。
(三)例題講解
例1、甲、乙兩個物體動量隨時間變化的圖象如圖所示,圖象對應(yīng)的物體的運動過程可能是()
A.甲物體可能做勻加速運動
B.甲物體可能做豎直上拋運動
C.乙物體可能做勻變速運動
D.乙物體可能與墻壁發(fā)生彈性碰撞
[解析]a甲物體的動量隨時間的變化圖象是一條直線,其斜率Δp/Δt恒定不變,說明物體受到恒定的合外力作用;
b由圖線可以看出甲物體的動量先減小然后反向增大。綜合a、b知甲物體做勻減速直線運動,與豎直上拋運動類似,所以B選項正確。
c.乙物體的動量隨時間變化規(guī)律是一條曲線,曲線的斜率先增大后減小。根據(jù)動量的變化率就是物體受到的合外力(F合=Δp/Δt)知,乙物體在運動過程中受到的合外力先增大后
減小。
d.由圖線還可以看出,乙物體的動量先正方向減小到零,然后反方向增大。
綜合c、d可知乙物體的運動是一個變加速運動,與水平面上的小球和豎直墻壁發(fā)生彈性碰撞相類似(彈性小球與豎直墻壁彈性碰撞的過程,小球受到的彈力隨著形變量的增大而增大,隨形變量的減小而減小,是一個變力,且小球與墻壁達到最大壓縮量時,其速度等于零),所以D選項正確。
[答案]BD
[變式訓(xùn)練]水平推力F1和F2分別作用在水平面上等質(zhì)量的a、b兩物體上,作用一段時間后撒去推力,物體將繼續(xù)運動一段時間后停下,兩物體的v—t圖象如圖所示,圖中AB//CD,
則()
A.F1的沖量大于F2的沖量
B.Fl的沖量等于F2的沖量
C.兩物體受到的摩擦力大小相等
D.兩物體受到的摩擦力大小不等
[解析]題目中給出了速度一時間圖象,由圖象告訴我們很多隱含條件,如圖象的斜率表示加速度的大小,我們可以根據(jù)斜率的大小關(guān)系確定加速度的大小關(guān)系,從而確定力的大小
關(guān)系,同時也可以從圖上直接找出力作用時間的長短。
設(shè)F1、F2的作用時間分別為t1、t2,則由圖知t1t2,當只有摩擦力Ff作用時,由AB//CD知圖線斜率相同,則加速度相同,由牛頓第二定律知,摩擦力Ff相同,故C選項正確,D
選項錯誤;對a,由動量定理得:Flt1—F2t2=mvA;對b同理:F2t2—Fft2=mvc。
由圖象知,vA=vc,tlt2,所以有mvA=mvc知,即F1t1—Fftl=F2t2—Fft2,因此F2t2F1t1,即A、B選項均錯。[答案]C.
例2、蹦床是運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動項目。一名質(zhì)量為60kg的運動員,從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由下落,觸網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平面5.0m高處,已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為1.2s,求這段時間內(nèi)網(wǎng)對運動員的平均作用力大小。(g取10m/s2)
[解析]運動員從高處落下做自由落體運動,與彈性網(wǎng)接觸受到向上的彈力后,再做豎直上拋運動??梢苑诌^程應(yīng)用動量定理求解,也可整個過程應(yīng)用動量定理求解,須注意的是各矢量的方向要明確。
[答案]方法一:運動員剛接觸網(wǎng)時速度的大小v1=8m/s,方向向下。
剛離網(wǎng)時速度的大小v2=10m/s,方向向上。
在運動員與網(wǎng)接觸的過程中,設(shè)網(wǎng)對運動員的作用力為F,以運動員為研究著對象,由動量定理,以向上為正方向,有
(F—mg)Δt=mv2—mv1。
解得F=1.5X103N,方向向上。
方法二:對運動員下降、與網(wǎng)接觸、上升的全過程應(yīng)用動量定理。
從3.2m高處自由下落的時間為t1=0.8s,
運動員彈回到5.0m高處所用的時間為t2=1s
整個過程中運動員始終受重力作用,僅在與網(wǎng)接觸的t2=1.2s的時間內(nèi)受到網(wǎng)對他向上的彈力FN的作用,對全過程應(yīng)用動量定理,有
FNt3—mg(t1十t2+t3)=0,
則F=1500N,方向向上。
[點評]解答本題時,容易出現(xiàn)以下錯誤:(1)未能正確地進行受力分析、漏算重力,誤認為所求的平均力就是合外力;
(2)沒有正確理解動量定理的矢量性,誤將動量的變化寫為mv2—mvlo
例3、將質(zhì)量m=1kg的小球,從距水平地面高h=5m處,以v。=10m/s的水平速度拋出,不計空氣阻力,g取10m/s2,求:
(1)平拋運動過程中小球動量的增量ΔP;
(2)小球落地時的動量P,;
(3)飛行過程中小球所受的合外力的沖量I
[解析]這是一道動量、動量的增量及沖量的綜合題目,在曲線運動中求動量增量Δp可直接用公式Δp=p2—p1,的方法,也可以用動量定理求解,應(yīng)視情況而定。
[答案]畫出小球運動軌跡的示意圖,如圖所示。由于小球做平拋運動,故有h=gt2/2,小球落地時間t=1s
(1)因為水平方向是勻速運動,v。保持不變,所以小球的速度增量Δv=Δvy=gt=10m/s。
所以Δp=Δpy=mΔv=10kgm/s。
(2)由速度合成知,落地速度v=10m/s。
所以小球落地時的動量大小為p,=mv=10kgm/s。
由圖知tanθ=1,則小球落地的動量的方向與水平方向的夾角為450,斜向下。
(3)小球飛行過程中只受重力作用,所以合外力的沖量為
I=mgt=10Ns,方向豎直向下。
[點評]此題考查動量、動量的增量和沖量等基本概念,要注意各概念在曲線運動的求解方法及矢量的使用。
(四)課堂小結(jié)
教師活動:讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié),其他同學(xué)在筆記本上總結(jié),然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。
學(xué)生活動:認真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容,并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié),看誰的更好,好在什么地方。
點評:總結(jié)課堂內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。
教師要放開,讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容,允許內(nèi)容的順序不同,從而構(gòu)建他們自己的知識框架。
(五)作業(yè):“問題與練習(xí)”1~4題
★教學(xué)體會
思維方法是解決問題的靈魂,是物理教學(xué)的根本;親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵,離開了思維方法和實踐活動,物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花,水中月。
16.6用動量概念表示牛頓第二定律
山東泰安英雄山中學(xué)謝龍
【目標引領(lǐng)】
(一)知識與技能
1.理解動量定理的確切含義和表達式,知道動量定理適用于變力。
2.會用動量定理解釋有關(guān)物理現(xiàn)象,并能掌握一維情況下的計算問題。
(二)過程與方法
運用牛頓運動定律和運動學(xué)公式推導(dǎo)出動量定理表達式。
(三)情感、態(tài)度與價值觀
通過運用所學(xué)知識推導(dǎo)新的規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。激發(fā)學(xué)生探索新知識的欲望。
【自學(xué)探究】
1、假設(shè)一個物體在恒定的合外力作用下,做勻變速直線運動,在t時刻初速度為v,在t′時刻的末速度為v′,試推導(dǎo)合外力的表達式。
2、沖量:
表達式:
3、動量定理:
【合作解疑】
1、光滑水平桌面上,一球在繩拉力作用下,做勻速圓周運動,已知球的質(zhì)量為m,線速度為v,且繩長為L,試求球運動半圓周過程中繩拉力的沖量大小。
2、質(zhì)量為50kg的體操運動員從高空落下,落到墊子前的速度為1.0m/s,方向豎直向下,該運動員經(jīng)墊子緩沖0.5s停下來,求墊子對運動員的作用力?(g取10m/s2)
3、質(zhì)量為m的鋼球自高處落下,以速度v1碰地,豎直向上彈回,碰撞時間極短,離地的速度為v2。在碰撞過程中,地面對鋼球沖量的方向和大小為()
A.向下,m(v1—v2)B.向下,m(v1十v2)
C.向上,m(v1—v2)D.向上,m(v1+v2)
4、通過以上的三個題目討論:在運用動量定理解題時應(yīng)注意哪些問題?
【精講點撥】
例1、甲、乙兩個物體動量隨時間變化的圖象如圖所示,圖象對應(yīng)的物體的運動過程可能是()
A.甲物體可能做勻加速運動
B.甲物體可能做豎直上拋運動
C.乙物體可能做勻變速運動
D.乙物體可能與墻壁發(fā)生彈性碰撞
[變式訓(xùn)練]水平推力F1和F2分別作用在水平面上等質(zhì)量的a、b兩物體上,作用一段時間后撒去推力,物體將繼續(xù)運動一段時間后停下,兩物體的v—t圖象如圖所示,圖中AB//CD,
則()
A.F1的沖量大于F2的沖量
B.Fl的沖量等于F2的沖量
C.兩物體受到的摩擦力大小相等
D.兩物體受到的摩擦力大小不等
解題反思:
例2、蹦床是運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動項目。一名質(zhì)量為60kg的運動員,從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由下落,觸網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平面5.0m高處,已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為1.2s,求這段時間內(nèi)網(wǎng)對運動員的平均作用力大小。(g取10m/s2)
解題反思:運用動量定理解題的一般步驟?
例3、將質(zhì)量m=1kg的小球,從距水平地面高h=5m處,以v。=10m/s的水平速度拋出,不計空氣阻力,g取10m/s2,求:
(1)平拋運動過程中小球動量的增量ΔP;
(2)小球落地時的動量P,;
(3)飛行過程中小球所受的合外力的沖量I
【訓(xùn)練鞏固】
1.質(zhì)量為m的木箱在光滑的水平地面上,在與水平方向成θ角的恒定拉力F作用下由靜止開始運動,經(jīng)過時間t速度變?yōu)関,則在這段時間內(nèi)拉力F與重力的沖量大小分別為()
A.Ft,0B.Ftcosθ,0C.mv,mgtD.Ft,mgt
2.人從高處跳到低處時,為了安全,一般都是讓腳尖先著地,且雙腿要彎曲,這是為了
()
A.減小沖量
B.使動量的變化減小
C.延長與地面的沖擊時間,從而減小沖力
D.增大人對地的壓強,起到安全作用
3.—質(zhì)量為m的鐵錘,以速度,豎直打在木樁上,經(jīng)過Δt時間后停止,則在打擊時間內(nèi),鐵錘對木樁的平均沖力的大小是()
A.mgΔt
B.mv/Δt
C.mv/Δt+mg
D.mv/Δt—mg
4.質(zhì)量為60kg的建筑工人,不慎從高空跌下,由于彈性安全帶的保護,使他懸掛起來,已知彈性安全帶的緩沖時間是1.2s,安全帶長5m,g取10m/s2,則安全帶所受的平均沖力的大小為()
A.500NB.1100NC.600ND.100N
【綜合運用】
5.一輛轎車強行超車時,與另一輛迎面駛來的轎車相撞,兩車相撞后連為一體,兩車車身因相互擠壓,皆縮短了0.5m,據(jù)測算兩車相撞前的速度約為30m/s,求:
(1)若人與車作用時間為1.0s,車禍中車內(nèi)質(zhì)量約60kg的人受到的平均沖力是多大?
(2)若此人系有安全帶,安全帶在車禍過程中與人體作用時間是1s,求這時人體受到的平均沖力為多大?
6.如圖所示,長為L的輕繩一端系于固定點O,另一端系質(zhì)
量為m的小球,將小球從O點正下方L/4處以一定初速度
水平向右拋出,經(jīng)—定時間繩被拉直,以后小球?qū)⒁設(shè)為
圓心在豎直平面內(nèi)擺動。已知繩剛被拉直時,繩與豎直
方向成600角,求:
(1)小球水平拋出時的初速度。
(2)在繩被拉直的瞬間,圓心O受到的沖量。
高考物理三輪沖刺選修3-5教材再回扣
古人云,工欲善其事,必先利其器。準備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時充分理解所教內(nèi)容,幫助教師能夠井然有序的進行教學(xué)。優(yōu)秀有創(chuàng)意的教案要怎樣寫呢?下面是由小編為大家整理的“高考物理三輪沖刺選修3-5教材再回扣”,僅供參考,大家一起來看看吧。
選修3-51.(改編自人教版選修3-5“課本內(nèi)容”)對于下列各圖象的描繪與實際不相符的是()
答案AC
解析黑體輻射以電磁輻射的形式向外輻射能量,溫度越高,輻射強度越大,故A錯誤;光越強,單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目越多,光電流越大,故B正確;α粒子質(zhì)量比較大,在氣體中飛行時不易改變方向,由于它的電離本領(lǐng)大,沿途產(chǎn)生的離子多,所以它在云室中的徑跡直而清晰;高速β粒子的徑跡又細又直,低速β粒子的徑跡又短又粗而且是彎曲的.γ粒子的電離本領(lǐng)很小,在云室中一般看不到它的徑跡,故選項C錯誤;原子核結(jié)合的松緊程度可以用“比結(jié)合能”來表征,比結(jié)合能的定義是每個核子的平均結(jié)合能;比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定,故選項D正確.
2.(改編自人教版選修3-5第28頁“黑體輻射”)下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與波長關(guān)系的圖中,符合黑體輻射實驗規(guī)律的是()
答案A
解析黑體輻射的研究表明,隨著溫度的升高,輻射的強度最大值向波長小的方向移動,故選項A正確.
3.(改編自人教版選修3-5第34頁“例題”)如圖1是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率變化的圖線(直線與橫軸的交點坐標為4.27,與縱軸交點坐標為0.5).由圖可知()
圖1
A.該金屬的截止頻率為4.27×1014Hz
B.該金屬的截止頻率為5.5×1014Hz
C.該圖線的斜率表示普朗克常量
D.該金屬的逸出功為0.5eV
答案AC
解析根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0,Ek-ν圖象的橫軸的截距大小等于截止頻率,由圖知該金屬的截止頻率為4.27×1014Hz.故A正確,B錯誤.由Ek=hν-W0,得知,該圖線的斜率表示普朗克常量h,故C正確.當Ek=hν-W0=0時,逸出功為W0=hν0=6.5×10-34Js×4.27×1014Hz=2.7755×10-19J≈1.73eV.故D錯誤.
4.(改編自人教版選修3-5第41頁“概率波”)1924年,德布羅意提出了物質(zhì)波理論,他假設(shè)實物粒子也具有波動性,大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子(如電子、質(zhì)子等),他認為粒子的動量p與波的波長λ之間遵從關(guān)系:λ=hp(h為普朗克常量),這一假說后來在一系列實驗中得到了證實.如圖2甲所示,在電子雙縫干涉實驗中,將電子垂直射向兩個緊靠的平行狹縫(電子發(fā)射端到兩狹縫距離相等),在縫后放上一個安裝有電子偵測器的屏幕(屏幕上的O點位于兩狹縫中心對稱軸的正后方,圖中未畫出),電子打到探測器上會在屏幕上出現(xiàn)亮點.在實驗中,以速率v0發(fā)射電子,開始時,屏幕上出現(xiàn)沒有規(guī)律的亮點,但是當大量的電子到達屏幕之后,發(fā)現(xiàn)屏幕上不同位置出現(xiàn)亮點的概率并不相同,且沿垂直雙縫方向呈現(xiàn)間隔分布,如圖乙所示.這種間隔分布類似于光的干涉中出現(xiàn)的明暗相間的條紋.則下列說法中正確的是()
圖2
A.以速率2v0發(fā)射電子,重復(fù)實驗,O點可能處在暗條紋上
B.以速率2v0發(fā)射電子,重復(fù)實驗,所形成的條紋間距會變小
C.若將兩個狹縫沿垂直縫的方向移動一段很小的距離(不改變狹縫和屏幕間的距離),重復(fù)實驗,如果屏幕上仍有間隔的條紋分布,則O點一定處在暗條紋上
D.若將兩個狹縫沿垂直縫的方向移動一段很小的距離(不改變狹縫和屏幕間的距離),重復(fù)實驗,如果屏幕上仍有間隔的條紋分布,則O點一定處在亮條紋上
答案B
解析由雙縫干涉的規(guī)律可知,O點到兩縫的距離是一個振動加強點,故無論電子的速度如何改變都不會影響O點的是加強點的性質(zhì),故A錯;雙縫干涉圖樣中的條紋間距影響因素是Δx=lλd;在l、d均一定的情況下,間距只與λ有關(guān),改變光子速度為原來的二倍,由物質(zhì)波的定義λ=hp,則相當于減小了波長,則間距也將減小,故B正確;改變縫的距離,則使得O點到兩個縫的距離與光程差的關(guān)系不明,此時O點就有可能是加強點,也有可能是減弱點,故在O點出現(xiàn)暗、亮條紋均有可能.
5.(改編自人教版選修3-5第58頁“玻爾理論對氫光譜的解釋”)氫原子的部分能級如圖3所示,已知可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間.由此可推知,氫原子()
圖3
A.從高能級向n=1能級躍遷時發(fā)出的光的波長比可見光的短
B.從高能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光均為可見光
C.從高能級向n=3能級躍遷時發(fā)出的光的頻率比可見光的高
D.從n=3能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光為可見光
答案AD
解析從高能級向n=1能級躍遷時,輻射的光子能量最小為10.2eV,大于可見光的光子能量,則波長小于可見光的波長.故A正確.從高能級向n=2能級躍遷時輻射的光子能量最大為3.4eV,大于可見光的能量.故B錯誤.從高能級向n=3能級躍遷時發(fā)出的光的頻率最大為1.51eV,小于可見光的光子能量.故C錯誤.從n=3能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光子能量為1.89eV,在可見光能量范圍之內(nèi).故D正確.
6.(改編自人教版選修3-5第31頁“光電效應(yīng)的實驗規(guī)律”)用如圖4甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象,當用光子能量為5eV的光照射到光電管上時,測得電流計上的示數(shù)隨電壓變化的圖象如圖乙所示.則光電子的最大初動能為________eV,金屬的逸出功為________eV.
甲乙
圖4
答案23
解析由題圖乙可知,當該裝置所加的電壓為反向電壓-2V時,電流表示數(shù)為0,知光電子的最大初動能為2eV;根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hν-W0得W0=3eV.
7.(改編自人教版選修3-5第4頁“演示實驗”)利用氣墊導(dǎo)軌通過閃光照相進行“探究碰撞中的不變量”這一實驗.實驗要求研究兩滑塊碰撞時動能損失很小和很大等各種情況,若要求碰撞時動能損失最大應(yīng)選圖5中的______(填“甲”或“乙”)、若要求碰撞動能損失最小則應(yīng)選圖中的________.(填“甲”或“乙”)(甲圖兩滑塊分別裝有彈性圈,乙圖兩滑塊分別裝有撞針和橡皮泥)
圖5
(2)某次實驗時碰撞前B滑塊靜止,A滑塊勻速向B滑塊運動并發(fā)生碰撞,利用閃光照相的方法連續(xù)4次拍攝得到的閃光照片如圖6所示.已知相鄰兩次閃光的時間間隔為T,在這4次閃光的過程中,A、B兩滑塊均在0~80cm的范圍內(nèi),且第1次閃光時,滑塊A恰好位于x=10cm處.若A、B兩滑塊的碰撞時間及閃光持續(xù)的時間極短,均可忽略不計,則可知碰撞發(fā)生在第1次閃光后的______時刻,A、B兩滑塊質(zhì)量比mA∶mB=________.
圖6
答案(1)乙甲(2)2.5T2∶3
解析(1)若要求碰撞時動能損失最大,則需兩滑塊碰撞后結(jié)合在一起,故應(yīng)選圖中的乙;若要求碰撞動能損失最小,則應(yīng)使兩滑塊發(fā)生完全彈性碰撞,即選圖中的甲;(2)由圖可知,第1次閃光時,滑塊A恰好位于x=10cm處;第二次A在x=30cm處;第三次A在x=50cm處;
碰撞在x=60cm處,從第三次閃光到碰撞的時間為T2,則可知碰撞發(fā)生在第1次閃光后的2.5T時刻;若設(shè)碰前A的速度為v,則碰后A的速度為-v2,B的速度為v,根據(jù)動量守恒定律可得:mAv=-mAv2+mBv,解得:mAmB=23.
8.(改編自人教版選修3-5第17頁“思考與討論”)如圖7,在水平地面上有甲和乙兩物塊,它們的質(zhì)量分別為2m、m,甲與地面間無摩擦,乙與地面間的動摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)讓甲物塊以速度v0向著靜止的乙運動并發(fā)生正碰,若甲在乙剛停下來時恰好與乙發(fā)生第二次碰撞,求在第一次碰撞中系統(tǒng)損失了多少機械能?
圖7
答案14mv20
解析設(shè)第一次碰撞剛結(jié)束時甲、乙的速度分別為v1、v2,之后甲做勻速直線運動,乙以初速度v2做勻減速直線運動,在乙剛停下時甲追上乙并發(fā)生碰撞,因此兩物體在這段時間內(nèi)平均速度相等,
有:v1=v22,而第一次碰撞中系統(tǒng)動量守恒,
有:2mv0=2mv1+mv2
由以上兩式可得:v1=v02,v2=v0
所以第一次碰撞中機械能損失量為:
E=12×2mv20-12×2mv21-12mv22=14mv20.