高二物理电荷库仑定律

高二物理电荷库仑定律（精选4篇）

高二物理电荷库仑定律篇1

库仑定律的教案示例

一、教学目标

1．在物理知识方面的要求：（1）掌握两种电荷；

（2）定性了解两种电荷间的作用规律；（3）掌握库仑定律的内容及其应用。

2．通过观察演示实验，概括出两种电荷间的作用规律。培养学生观察、概括能力。

3．渗透物理学方法的教育，运用理想化模型方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——点电荷，研究真空中静止点电荷间互相作用力问题——库仑定律。

二、重点、难点分析

1．重点是使学生掌握真空中点电荷间作用力大小的计算及方向的判定——库仑定律。

2．真空中点电荷间作用力为一对相互作用力，遵从牛顿第三定律，是难点。

三、教具

1．演示两种电荷间相互作用

有机玻璃棒、丝绸、碎纸片、毛皮、橡胶棒（2支）2．定性演示相关物理量间关系

铝箔包好的草球、表面光滑洁净的绝缘导体、绝缘性好的丝线、绝缘性好的支架、铁架台。

四、主要教学过程 1．新课引入

人类从很早就认识了磁现象和电现象，例如我国在战国末期就发现了磁铁矿有吸引铁的现象。在东汉初年就有带电的琥珀吸引轻小物体的文字记载，但是人类对电磁现象的系统研究却是在欧洲文艺复兴之后才逐渐开展起来的，到十九世纪才建立了完整的电磁理论。

电磁学及其应用对人类的影响十分巨大，在电磁学研究基础上发展起来的电能生产和利用，是历史上的一次技术革命，是人类改造世界能力的飞跃，打开了电气化时代的大门。

工农业生产、交通、通讯、国防、科学研究和日常生活都离不开电。在当前出现的新技术中，起带头作用的是在电磁学研究基础上发展起来的微电子技术和电子计算机。它们被广泛应用于各种新技术领域，给人们的生产和生活带来了深刻的变化。为了正确地利用电，就必须懂得电的知识。在初中我们学过一些电的知识，现在再进一步较深入地学习。

2．教学过程设计

（1）研究两种电荷及电荷间的相互作用

实验一：用橡胶棒与毛皮摩擦后，放于碎纸片附近观察橡胶棒吸引碎纸片情况。提问一：为什么橡胶棒会吸引碎纸片？

答：橡胶棒与丝绸摩擦后就带电了，带电物体会吸引轻小物体。

提问二：注意观察带电橡胶棒吸引碎纸片情况，会发现被橡胶棒吸起的纸片中，较大的纸片先落下来，这是为什么？

答：带电体在空气中不断放电，使它带电量不断减少，因而吸引轻小物体的力也相应减小，所以较大纸片先落下来。

教师总结：在初中的学习中，我们已经知道，自然界存在两种电荷，叫做正电荷与负电荷。用毛皮摩擦橡胶棒，用丝绸摩擦有机玻璃棒后，橡胶棒带负电，毛皮带正电，有机玻璃棒带正电，丝绸带负电。物体带电后，能吸引轻小物体，而且带电越多，吸引力就越大，电荷的多少叫电量，电量的单位是库仑。电子带有最小的负电荷，质子带有最小的正电荷，它们电量的绝对值相等，一个电子电量e=1.6×10－19C。任何带电物体所带电量要么等于电子（或质子）电量，要么是它们的整数倍，因此，把1.6×10－19C称为基元电荷。

提问三：若将橡胶棒摩擦过的毛皮靠近碎纸片，会出现什么现象？答：毛皮带上正电，也会吸引轻小物体。教师用实验验证学生的判断。

实验二：用云台支起一根橡胶棒，如图1所示，再将它与另一根橡胶棒并在一起，用毛皮摩擦它们的一端，使之带上同种电荷，再观察两端相互作用的情况，发现它们相斥，而且它们的距离越小斥力越大，过一会儿，它们间的作用力会明显减弱。提问四：被毛皮摩擦过的橡胶棒的两端为什么会相斥？斥力的大小与什么因素有关？

答：因为它们带上了同种电荷，而电荷间作用的规律是同种电荷相斥，异种电荷相吸，斥力的大小与电荷间的距离有关，距离越小，斥力越大，反之，距离越大，斥力越小；斥力的大小还与电量有关，电量越大，斥力越大。由于放电的原因，棒上的电量不断减小，而斥力也随时间的增大而明显减小。

提问五：若将与橡胶棒摩擦过的毛皮与支起的橡胶棒带电的一端靠近．或用丝绸摩擦过的有机玻璃棒与支起的橡胶棒带电的一端靠近，会出现什么现象？答：会吸引，异种电荷相吸。教师用实验验证学生的判断。提问六：若将与有机玻璃棒摩擦过的丝绸与支起的橡胶棒带电的一端靠近，会出现什么现象？

答：会相斥，同种电荷相斥。教师用实验验证学生的判断。

实验三：如图2，先把表面光滑洁净的绝缘导体放在A处，然后把铝箔包好的草球系在丝线下，分别用丝绸摩擦过的玻璃棒给导体和草球带上正电，把草球先后挂在P1、P2、P3的位置，带电小球受到A 的作用力的大小可以通过丝线对竖直方向的偏角大小显示出来。观察实验发现带电小球在P1、P2、P3 各点受到的A的作用力依次减小；再增大丝线下端带电小球的电量，观察实验发现，在同一位置小球受到的A的作用力增大了。

提问七：电荷间作用力大小跟什么有关？

答：与电荷间距离及电量多少有关，电荷的作用力随着距离的增大而减小，随着电量的增大而增大。

教师总结：电荷之间存在着相互作用力，力的大小与电量的大小、电荷间距离的大小有关，电量越大，距离越近，作用力就越大；反之电量越小，距离越远，作用力就越小。作用力的方向，可用同种电荷相斥，异种电荷相吸的规律确定。

（2）库仑定律

我国东汉时期就发现了电荷，并已定性掌握了电荷间的相互作用的规律。而进一步将电荷间作用的规律具体化、数量化的工作，则是两千年之后的法国物理学家库仑，他用精确实验研究了静止的点电荷间的相互作用力，于1785年发现了后来用他的名字命名的库仑定律。

正像牛顿在研究物体运动时引入质点一样，库仑在研究电荷间的作用时引入了点电荷，无疑这是人类思维方法的一大进步。

什么是点电荷？简而言之，带电的质点就是点电荷。点电荷的电量、位置可以准确地确定下来。正像质点是理想的模型一样，点电荷也是理想化模型。真正的点电荷是不存在的，但是，如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体就可以看成点电荷。均匀带电球体或均匀带电球壳也可看成一个处于该球球心，带电量与该球相同的点电荷。

库仑实验的结果是：在真空中两个电荷间作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，这就

是库仑定律。若两个点电荷q1，q2静止于真空中，距离为r，如图3所示，则q1受到q2的作用力F12为

式中F12、q1、q2、r诸量单位都已确定，分别为牛（N）、库（C）、9×10 N·m／C

q2受到q1 的作用力F21与F12互为作用力与反作用力，它们大小相等，方向相反，统称静电力，又叫库仑力。

若点电荷不是静止的，而是存在相对运动，那么它们之间的作用力除了仍存在静电力之外，还存在相互作用的磁场力。关于磁场力的知识，今后将会学到。

（3）库仑定律的应用

【例1】

两个点电荷q1=1C、q2=1C相距r=1m，且静止于真空中，求它们间的相互作用力。

这时F在数值上与k相等，这就是k的物理意义：k在数值上等于两个1C的点电荷在真空中相距1m时的相互作用力。

【例2】

真空中有A、B两个点电荷，相距10cm，B的带电量是A的5倍。如果A电荷受到的静电力是10－4N，那么B电荷受到的静电力应是下列答案中的哪一个？

A．5×10－4N B．0.2×10－4N C．10－4N D．0.1×10－4N

【例3】

两个完全相同的均匀带电小球，分别带电量q1=2C正电荷，q2=4C负电荷，在真空中相距为r且静止，相互作用的静电力为F。

（1）今将q1、q2、r都加倍，相互作用力如何变？（2）只改变两电荷电性，相互作用力如何变？（3）只将r 增大4倍，相互作用力如何变？

（4）将两个小球接触一下后，仍放回原处，相互作用力如何变？（5）接上题，为使接触后，静电力大小不变应如何放置两球？答

（1）作用力不变。（2）作用力不变。

（3）作用力变为 F／25，方向不变。

（4）作用力大小变为 F／8，方向由原来的吸引变为推斥（接触后电量

922先中和，后多余电量等分）。

【例4】

两个正电荷q1与q2电量都是3C，静止于真空中，相距r=2m。

（1）在它们的连线AB的中点O放入正电荷Q，求Q受的静电力。（2）在O点放入负电荷 Q，求Q受的静电力。

（3）在连线上A点的左侧 C点放上负点电荷q3，q3=1C且AC=1m，求q3所受静电力。

解

当一个点电荷受到几个点电荷的静电力作用时，可用力的独立性原理求解，即用库仑定律计算每一个电荷的作用力，就像其他电荷不存在一样，再求各力的矢量和。

（1）（2）题电荷Q受力为零。

（3）q3受引力F31与引力F32，方向均向右，合力为：

3．课堂小结

（1）电荷间相互作用规律：同性相斥，异性相吸，大小用库仑定

（2）电荷间作用力为一对相互作用力，遵循牛顿第三定律。

（3）库仑定律适用条件：真空中静止点电荷间的相互作用力（均匀带电球体间、均匀带电球壳间也可）。

五、说明

高二物理万有引力定律教案篇2

【摘要】查字典物理网小编编辑整理了高二物理教案：万有引力定律，供广大同学们在暑假期间，复习本门课程，希望能帮助同学们加深记忆，巩固学过的知识!

教学目标

知识与技能

1.了解万有引力定律得出的思路和过程，知道地球上的重物下落与天体运动的统一性。

2.知道万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力，知道万有引力定律的适用范围。

3.会用万有引力定律解决简单的引力计算问题，知道万有引力定律公式中r的物理意义，了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义。

4.了解万有引力定律发现的意义。

过程与方法

1.通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程，体会在科学规律发现过程中猜想与求证的重要性。

2.体会推导过程中的数量关系.情感、态度与价值观

1.感受自然界任何物体间引力的关系，从而体会大自然的奥秘.2.通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程和卡文迪许测定万有引力常量的实验，让

学生体会科学家们勇于探索、永不知足的精神和发现真理的曲折与艰辛。

教学重点、难点

1.万有引力定律的推导过程，既是本节课的重点，又是学生理解的难点。

2.由于一般物体间的万有引力极小，学生对此缺乏感性认识。

教学方法

探究、讲授、讨论、练习

教学活动

(一)引入新课

复习回顾上节课的内容

如果行星的运动轨道是圆，则行星将作匀速圆周运动。根据匀速圆周运动的条件可知，行星必然要受到一个引力。牛顿认为这是太阳对行星的引力，那么，太阳对行星的引力F提供行星作匀速圆周运动所需的向心力。

学生活动：推导得

将V=2r/T代入上式得

利用开普勒第三定律代入上式

得到：

师生总结：由上式可得出结论：太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比。即：F

教师：牛顿根据其第三定律：太阳吸引行星的力与行星吸引太阳的力是同性质的作用力，且大小相等。于是提出大胆的设想：既然这个引力与行星的质量成正比，也应跟太阳的质量M成正比。即：F

写成等式就是F=G(其中G为比例常数)

(二)进行新课

教师：牛顿得到这个规律以后是不是就停止思考了呢?假如你是牛顿，你又会想到什么呢? 学生回答基础上教师总结：

猜想一：既然行星与太阳之间的力遵从这个规律，那么其他天体之间的力是否也遵从这个规律呢?(比如说月球与地球之间)

师生：因为其他天体的运动规律与之类似,根据前面的推导所以月球与地球之间的力，其他行星的卫星和该行星之间的力，都满足上面的规律,而且都是同一种性质的力。

教师：但是牛顿的思考还是没有停止。假如你是牛顿，你又会想到什么呢?

学生回答基础上教师总结：

猜想二：地球与月球之间的力，和地球与其周围物体之间的力是否遵从相同的规律?

教师：地球对月球的引力提供向心力，即F= =ma

地球对其周围物体的力，就是物体受到的重力，即F=mg 从以上推导可知：地球对月球的引力遵从以上规律，即F=G

那么，地球对其周围物体的力是否也满足以上规律呢?即F=G

此等式是否成立呢?

已知：地球半径R=6.37106m , 月球绕地球的轨道半径r=3.8108 m ，月球绕地球的公转周期T=27.3天, 重力加速度g=9.8

(以上数据在当时都已经能够精确测量)

提问：同学们能否通过提供的数据验证关系式F=G 是否成立?

学生回答基础上教师总结：

假设此关系式成立，即F=G

可得： =ma=G F=mg=G

两式相比得： a/g=R2 / r2

但此等式是在以上假设成立的基础上得到的，反过来若能通过其他途径证明此等式成立，也就证明了前面的假设是成立的。代人数据计算：

a/g1/3600

R2 / r21/3600

即a/g=R2 / r2 成立，从而证明以上假设是成立的，说明地球与其周围物体之间的力也遵从相同的规律，即F=G

这就是牛顿当年所做的著名的月-地检验，结果证明他的猜想是正确的。从而验证了地面上的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一性质的力，遵守同样的规律。

教师：不过牛顿的思考还是没有停止，假如你是牛顿，此时你又会想到什么呢? 学生回答基础上教师总结：

猜想三：自然界中任何两个物体间的作用力是否都遵从相同的规律?

牛顿在研究了这许多不同物体间的作用力都遵循上述引力规律之后。于是他大胆地把这一规律推广到自然界中任意两个物体间，于1687年正式发表了具有划时代意义的万有引力定律。

万有引力定律

①内容

自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。

②公式

如果用m1和m2表示两个物体的质量，用r表示它们的距离，那么万有引力定律可以用下面的公式来表示(其中G为引力常量)

说明：1.G为引力常量，在SI制中，G=6.6710-11Nm2/kg2.2.万有引力定律中的物体是指质点而言，不能随意应用于一般物体。

a.对于相距很远因而可以看作质点的物体，公式中的r 就是指两个质点间的距离;

b.对均匀的球体，可以看成是质量集中于球心上的质点，这是一种等效的简化处理方法。

教师：牛顿虽然得到了万有引力定律，但并没有很大的实际应用，因为当时他没有办法测定引力常量G的数值。直到一百多年后英国的另一位物理学家卡文迪许才用实验测定了G的数值。

利用多媒体演示说明卡文迪许的扭秤装置及其原理。

扭秤的主要部分是这样一个T字形轻而结实的框架，把这个T形架倒挂在一根石英丝下。若在T形架的两端施加两个大小相等、方向相反的力，石英丝就会扭转一个角度。力越大，扭转的角度也越大。反过来，如果测出T形架转过的角度，也就可以测出T形架两端所受力的大小。现在在T形架的两端各固定一个小球，再在每个小球的附近各放一个大球，大小两个球间的距离是可以较容易测定的。根据万有引力定律，大球会对小球产生引力，T形架会随之扭转，只要测出其扭转的角度，就可以测出引力的大小。当然由于引力很小，这个扭转的角度会很小。怎样才能把这个角度测出来呢?卡文迪许在T形架上装了一面小镜子，用一束光射向镜子，经镜子反射后的光射向远处的刻度尺，当镜子与T形架一起发生一个很小的转动时，刻度尺上的光斑会发生较大的移动。这样，就起到一个化小为大的效果，通过测定光斑的移动，测定了T形架在放置大球前后扭转的角度，从而测定了此时大球对小球的引力。卡文迪许用此扭秤验证了牛顿万有引力定律，并测定出万有引力恒量G的数值。这个数值与近代用更加科学的方法测定的数值是非常接近的。

卡文迪许测定的G值为6.75410-11 Nm2/kg2，现在公认的G值为6.6710-11 Nm2/kg2。由于万有引力恒量的数值非常小，所以一般质量的物体之间的万有引力是很小的，我们可以估算一下，两个质量50kg的同学相距0.5m时之间的万有引力有多大(可由学生回答：约6.6710-7N)，这么小的力我们是根本感觉不到的。只有质量很大的物体对一般物体的引力我们才能感觉到，如地球对我们的引力大致就是我们的重力，月球对海洋的引力导致了潮汐现象。而天体之间的引力由于星球的质量很大，又是非常惊人的：如太阳对地球的引力达3.561022N。

高二物理热力学第二定律教案篇3

【教材分析】

本节介绍热力学第二定律，该定律与热力学第一定律是构成热力学知识的理论基础，热力学第一定律对自然过程没有任何限制，只指出在任何热力学过程中能量不会有任何增加或损失，热力学第二定律解决哪些过程可以发生，教学时要注意讲清二者的关系。

对于热力学第二定律，教材先从学生比较熟悉的热传导过程的方向性入手，研究与分子热运动有关的过程的方向性问题，以期引起学生思维的深化，也作为学习热力学第二定律的基础。

教材介绍了热力学第二定律的两种表述：一种是按照热传导过程的方向性表示，另一种是按照机械能与内能转化过程的方向性表述，这两种表述都表明：自然界中一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，教学时，要注意说明这两种不同表述的内在联系，讲清这两种表述的物理实质。

第二类永动机是指设想中的效率达到100%的热机，由于在自然界中把热转化为功时，不可避免地把一部分热传递给低温的环境，所以第二类永动机不可能制成。

【设计思想】 1.从实际问题导入，从简单的实验开始，尽可能引导学生联系自己熟悉的，身边的生活现象的实例，在教学内容上使物理贴近学生生活、联系社会实际，体现《标准》倡导的“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。

2.积极创设情景，开展师生、生生间的对话交流，开展小组合作讨论学习，使教学过程能够确立学生在教学活动中的中心地位，让学生从自己的学习体验和感悟中获得知识，向学生学习活动要效益，体现以学生为中心的原则。

3.热力学第二定律不象以往的实验定律可以推导和验证，是在大量实验事实的基础上总结出来，内容的表述比较抽象和难以理解，教师要引导学生对关键词的作深刻地理解，要引导学生多运用实例来辅助理解。

4.夯实知识基础，灵活运用技能是三维教学目标中第一要素，本节课除了使用教材中“问题与练习”外，还设计了四道练习题，在教学过程中结合学生的学习状况灵活使用，帮助学生更好理解定律。《课后思考题》有助于学生更深刻地理解定律。

【教学目标】

一、知识与技能

1.了解热传递过程的方向性。

2.知道热力学第二定律的两种不同的表述，以及这两种表述的物理实质。3.知道什么是第二类永动机，为什么第二类永动机不可能制成。

二、过程与方法

1．热力学第二定律的表述方式与其他物理定律的表述方式有一个显著不同，它是用否定语句表述的。

2．热力学第二定律的表述不只一种，对任何一类宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定律的表述，学习本节时注意这一方法。

三、1．情感、态度与价值观

通过学习热力学第二定律，可以使学生明白热机的效率不会达到100%，我们只能想办法尽量提高热机的效率，但不能渴求达到100%。

2．生。

【重点、难点分析】：

重点：热力学第二定律两种常见的表述。

难点：1.热力学第二定律的开尔文表述。

2.自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。【课时安排】： 1课时【课前准备】：

教师：多媒体课件，一个电冰箱模型，一盆凉水，准备一个酒精灯和一个铁块，铁钳。学生：课前预习课文，在家观察自家的电冰箱。【教学设计】：

引入新课：

【问题】我们在初中学过，当物体温度升高时，就要吸收热量；当物体温度降低时，就要放出热量。而自然界发生的一切过程中的能量都是守恒的，但不违背能量守恒定律的宏观过程并都能发

且热量公式Q = cm△t，这里有一个有趣的问题：地球上有大量的海水,它的总质量约为1.4×10t , 如果这些海水的温度降低0.1C,将要放出多少焦耳的热量?海水的比热容为C=4.2×10J/(kg·℃)。下面请大家计算一下。

学生计算：Q = 4.2×10×1.4×10×10×0.1 J = 5.8×10J 这相当于1800万个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量。为什么人们不去研究这“新能源”呢？原来，这样做是不可能的，这涉及物理学的一个基本定律，这就是本节要讨论的热力学第二定律。

【设计意图】：从实际问题入手，唤起学生对学习的兴趣。从学生已有的热学知识出发引入新的知识，使过渡自然，减少学生对新知识的唐突性。

【板书】第四节热力学第二定律

【板书】

一、热传递的方向性

教师实验，点燃酒精灯，用钳夹住事先准备好的铁块，在火焰上灼烧一段时间后，问学生现在如果用手摸会出现什么现象？下面把灼热的铁块放入冷水中，过一段时间，拿出铁块现在你们敢用手摸吗？通过这个实验说明什么问题？

学生思考，教师给予启发

学生答：热量从温度高的物体自发地传给温度低的物体

再让学生列举一些这样的例子，例如：雪花落在手上就融化，挨着火炉就温暖等等。利用课本中“思考与讨论”开展小组讨论并进行对话交流。

教师反问学生：有没有可能发生这样地现象，热量自发地从低温物体传给高温物体，使低温物体的温度越来越低，高温物体的温度越来越高。这里所说的“自发地”，指的是没有任何外界的影响或帮助。学生思考讨论一会后，有的同学可能产生疑问：电冰箱内部的温度比外部低，为什么致冷系统还能够不断地把冰箱内的热量传给外界的空气？

事前我们让大家观察自家的电冰箱，请同学做简要的回答，教师进行点拨。然后，展示电冰箱模型给学生简要讲解(多媒体课件)。

318

323o

这是因为电冰箱消耗了电能，对致冷系统做了功。一旦切断电源，电冰箱就不能把其内部的热量传给外界的空气了。相反，外界的热量会自发地传给电冰箱，使其温度逐渐升高。

【学生总结】热传导的方向性：两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体。要实现相反过程，必须借助外界的帮助，因而产生其他影响或引起其他变化。

【板书】结论:热力学第二定律的一种表述:热量不能自发地从低温物体传到高温物体。这是热力学第二定律的克劳修斯表述。

老师讲解对定律的理解:这里阐述的是热传递的方向性.在这个表述中,“自发”二字指的是:当两个物体接触时,不需要任何第三者的介入、不会对任何第三者产生任何影响,热量就能从一个物体传向另一个物体.当两个温度不同的物体接触时,这个“自发”的方向是从高温物体指向低温物体的。

教师指出：热力学第二定律的克劳修斯表述实质上就是：热传递过程是不可逆的。【设计意图】：

1.联系学生熟悉的，身边的生活现象，使知识的学习贴近学生的生活，使学生感受物理知识就在身边，存在于生活，强化学生的实践意识，使情感成为学习动力。

2.通过师生的对话交流，在互动中实现思维的碰撞，突出学生的学习过程，体现以学生为中心的原则，从自己的学习体验和感悟中获得知识，向学生学习活动要效益。

3.热力学第二定律的克劳修斯表述中的“自发”是定律表述的关键词，教师要引导学生作深刻理解。【板书】

二、热力学第二定律的另一种表述(第二类永动机)

前面我们学习了第一类永动机，不能制成的原因是什么？（违背了能量守恒），什么是第二类永动机呢？分组合作学习，思考讨论下列问题： 1.热机是一种把什么能转化成什么能的装置？ 2.热机的效率能否达到100%？ 3.第二类永动机模型 4.机械能和内能转化的方向性

然后由各小组代表回答，教师进行思路点拨 1.热机是一种把内能转化成机械能的装置 2.热机的效率不能达到100% 原因分析：

以内燃机为例，气缸中的气体得到燃烧时产生的热量为Q1，推动活塞做工W，然后排出废气，同时把热量Q2散发到大气中，由能量守恒定律可知：Q1 = W + Q2

我们把热机做的功W和它从热源吸收的热量Q1的比值叫做热机的效率，用η表示 η=W / Q1

实际上热机不能把得到的全部内能转化为机械能，热机必须有热源和冷凝器，热机工作时，总要向冷凝器散热，不可避免的要由工作物质带走一部分热量Q2，所以有：Q1>W 因此，热机的效率不可能达到100%，汽车上的汽油机械效率只有20%～30%，蒸汽轮机的效率比较高，也只能达到60%，即使是理想热机，没有摩擦，也没有漏气等能量损失，它也不可能把吸收的热量百分之百的转化成机械能，总要有一部分散发到冷凝器中。

师生总结:热力学第二定律的另一种表述: 【板书】不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功,而不产生其他影响。这是热力学第二定律的开尔文表述(也称第二类永动机)。

教师应该强调定律内容“而不产生其他影响”这个条件，举出“绝热膨胀”的例子加以说明。第二类永动机并不违反能量守恒定律，人们为了制造出第二类永动机作出了各种努力，但同制造第一类永动机一样，都失败了。

为什么第二类永动机不可能制成呢？

因为机械能和内能的转化过程具有方向性。机械能全部转化成内能，内能却不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化。

再举实例，说明有些物理过程具有方向性。

〈学生思考回答，教师引导点拨〉 1.气体的扩散现象。

2.书上连通器的小实验（气体向其中膨胀）。【板书】热力学第二定律的两种表述

表述一：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化

（按照热传递的方向性来表述的）

表述二：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。也可表述为第二类永动机是不可能制成的。（机械能与内能转化具有方向性）

这两种表述是等价的，可以从一种表述导出另一种表述，所以他们都称为热力学第二定律。

热力学第二定律揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性。（自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性）。

因此,对任何一类宏观自然过程进行方向的说明,都可以作为热力学第二定律的表述。如图中,盒子中间有一个挡板,左室为真空,右室有气体。撤去挡板后右室的气体自发地向左室扩散,而相反的过程不可能自发地进行。因此，热力学第二定律也可以表述为:气体向真空的自由彭胀是不可逆的。

【注意】：不管如何表述，热力学第二定律的实质在于揭示了：一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。

【本节小结】:回过头分析引入的例子,学生应用热力学第二定律分析,老师点拨总结。进一步说明第二类永动机不能制成的,违背热力学第二定律。

【设计意图】：

1.热力学第二定律的开尔文表述比较抽象和难以理解，需要学生通过合作学习，在讨论和交流中认识规律，再通过教师的点拨指导才能更好的理解和掌握规律。

2.热力学第二定律是在大量实验事实的基础上总结出来的，教学过程要引导学生多运用实例来辅助理解。

高二物理电荷库仑定律篇4

律单元检测

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1.在一根足够长的水平杆上穿着4个质量相同的珠子，珠子可以在水平杆上无摩擦地运动．初始时若各个珠子可以有任意的速度大小和方向，则它们之间最多可以碰撞（）次． A.3 B.5 C.6 D.8 2.甲、乙两个溜冰者质量分别为48kg和50kg，甲手里拿着质量为2kg的球，两人均以2m/s的速率，在光滑的冰面上沿同一直线相向滑行，甲将球传给乙，乙再将球传给甲，这样抛接几次后，球又回到甲的手里，乙的速度为零，则甲的速度的大小为（）A.0 B.2m/s C.4m/s D.无法确定

3.使用无人机植树时，为保证树种的成活率，将种子连同营养物质包进一个很小的荚里。播种时，在离地面10m高处、以15m/s的速度水平匀速飞行的无人机中，播种器利用空气压力把荚以5m/s的速度（相对播种器）竖直向下射出，荚进入地面下10cm深处完成一次播种。已知荚的总质量为20g，不考

2虑所受大气阻力及进入土壤后重力的作用，取g=10m/s，则（）A.射出荚的过程中，播种器对荚做的功为2.5J B.离开无人机后，荚在空中运动的时间为s C.土壤对荚冲量的大小为3kg•m/s

D.荚在土壤内受到平均阻力的大小为22.5N

4.在撑杆跳高场地落地点都铺有厚厚的垫子，这样做的目的是减少运动员受伤，理由是（）

A.减小冲量，起到安全作用

B.减小动量变化量，起到安全作用 C.垫子的反弹作用使人安全

D.延长接触时间，从而减小冲力，起到安全作用

5.蹦床是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动，一质量为50kg的运动员从1.8m高出自由下落到蹦床上，若从运动员接触蹦床到运动员陷至最低点经历了0.2s，则这段时间内蹦床对运动

2员的冲量大小为（取g=10m/s，不计空气阻力）（）A.400N•s B.300N•s C.200N•s D.100N•s 6.如图所示，在光滑的水平面上放有一物体M，物体上有一光滑的半圆弧轨道，轨道半径为R，最低点为C，两端A、B等高，现让小滑块m从A点静止下滑，在此后的过程中，则（）

A.M和m组成的系统机械能守恒，动量守恒 B.M和m组成的系统机械能守恒，动量不守恒

C.m从A到C的过程中M向左运动，m从C到B的过程中M向右运动

D.m从A到B的过程中，M运动的位移为

7.甲、乙两球在光滑的水平轨道上同向前进，已知它们的动量分别是p甲=5kg•m/s，p乙=7kg•m/s，甲追乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为p乙′=10kg•m/s，则两球质量m甲与m乙的关系可能是（）A.m甲=m乙 B.m乙=2m甲 C.m乙=4m甲 D.m乙=6m甲 8.如图所示，在光滑的水平面上有两物体A、B，它们的质量均为m．在物体B上固定一个轻弹簧处于静止状态．物体A以速度v0沿水平方向向右运动，通过弹簧与物体B发生作用．

下列说法正确的是（）

A.当弹簧获得的弹性势能最大时，物体A的速度为零 B.当弹簧获得的弹性势能最大时，物体B的速度为零

第1页，共11页 C.在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中，弹簧对物体B所做的功为

2D.在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中，弹簧对物体A和物体B的冲量大小相等，方向相反

9.向空中发射一物体，不计空气阻力，当此物体的速度恰好沿水平方向时，物体炸裂成a、b两块，若质量大的a块速度仍沿原方向则（）A.b的速度一定和原来反向

B.从炸裂到落地的过程中，a、b两块经历的时间一定相同 C.在炸裂过程中，a、b受到爆炸力的冲量一定相同

D.在爆炸过程中，由动量守恒定律可知，a、b的动量大小相等 10.如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是（）A.A和B都向左运动 B.A和B都向右运动 C.A静止，B向右运动 D.A向左运动，B向右运动

二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）

11.在光滑水平面上A、B两小车中间有一弹簧（如图所示），用手抓住小车将弹簧压缩并使小车处于静止状态．将两小车及弹簧看做一个系统，下列说法正确的是（）

A.两手同时放开后，系统总动量始终为零 B.先放开左手，再放开右手后，动量不守恒 C.先放开左手，再放开右手后，总动量向左

D.无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零

12.如图所示，小车A 静止于光滑水平面上，A上有一圆弧PQ，圆弧位于同一竖直平面内，小球B由静止起沿圆弧下滑，这一过程中（）A.若圆弧光滑，则系统的动量守恒，机械能守恒 B.若圆弧光滑，则系统的动量不守恒，机械能守恒

C.若圆弧不光滑，则系统水平方向的动量守恒，但机械能不守恒 D.若圆弧不光滑，则系统水平方向的动量不守恒，机械能不守恒

13.甲、乙两球在光滑水平轨道上沿同一方向运动，已知它们的动量分别是P甲=5kg•m/s，P乙=7kg•m/s，甲追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为P′乙=10kg•m/s，则两球质量m甲与m乙的关系可能是（）

A.m乙=m甲 B.m乙=3m甲 C.m乙=4m甲 D.m乙=5m甲

14.如图所示，小球位于光滑的曲面体顶端，曲面体位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小球沿曲面下滑的过程中，则下列说法正确的是（）

A.小球与曲面体组成的系统动量守恒，机械能守恒 B.曲面体对小球的作用力垂直于接触面且对小球做负功 C.球和曲面体对地的水平位移与二者的质量成反比

D.球沿曲面体下滑过程中，球和曲面体所受合外力的冲量始终等大反向 15.如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，一质量为2m的光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一质量为m的小物块从槽上高h处开始下滑，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A.物体第一次滑到槽底端时，槽的动能为B.物体第一次滑到槽底端时，槽的动能为

第2页，共11页 C.在压缩弹簧的过程中，物块和弹簧组成的系统动量守恒 D.物块第一次被弹簧反弹后能追上槽，但不能回到槽上高h处

三、实验题探究题（本大题共1小题，共10.0分）

16.某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验；气垫导轨装置如图（a）所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通人压缩空气，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图（b）所示，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．滑块1右端安有撞针，滑块2左端粘有橡皮泥．

（1）下面是实验的主要步骤：

①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ②向气垫导轨通入压缩空气；

③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器越过弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向； ④滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； ⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；

⑥先______，然后______，让滑块1带动纸带一起运动，与滑块2相撞并合在一起共同运动； ⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图（c）所示：

⑧测得滑块1（包括撞针）的质量为310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g；试完善实验步骤⑥的内容．

（2）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知，两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为______ kg•m/s；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为______ kg•m/s（保留三位有效数字）．（3）试说明（2）问中两结果不完全相等的主要原因是______ ．

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

17.质量为M=2kg的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为mA=2kg的物体A（可视为质点），如图所示，一颗质量为mB=20g的子弹以600m/s的水平速度射穿A后，速度变为100m/s，最后物体A仍静止在车上，若物体A与小车间的动摩擦因数μ=0.5，取g=10m/s2，求（1）平板车最后的速度是多大？（2）小车长度至少是多少．

第3页，共11页

18.如图所示，在光滑的水平面上静止放一质量为2m的木板B，木板表面光滑，右端固定一轻质弹簧。质量为m的木块A以速度v0从板的左端水平向右滑上木板B，求：（1）弹簧的最大弹性势能；

（2）弹被簧压缩直至最短的过程中，弹簧给木块A的冲量；（3）当木块A和B板分离时，木块A和B板的速度。

19.如图所示，将质量为m1的铅球以大小为v0、仰角为θ的初速度抛入一个装有砂子的总质量为M的静止的砂车中，砂车与水平地面间的摩擦可以忽略．求：

（1）球和砂车的共同速度；

（2）球和砂车获得共同速度后，砂车底部出现一小孔，砂子从小孔中流出，当漏出质量为m2的砂子时砂车的速度．

第4页，共11页

答案和解析

【答案】 1.C 2.A 3.D 4.D 5.A 6.B 7.C 8.D 9.B 10.D 11.ABCD 12.BC 13.BCD 14.BC 15.AD

16.接通打点计时器的电源；放开纸带；0.620；0.618；纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用

17.解：（1）子弹击中物体过程中，系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得： mBv0=mBv′+mAvA，0.02×600=0.02×100+2vA，解得：vA=5m/s，平板车与物体A组成的系统自子弹穿出后直至相对静止过程中系统动量守恒，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mAvA=（M+mA）v车，代入数据解得，平板车最后速度为：v车=

=2.5m/s；

（2）物体和平板车损失的机械能全转化为系统发热，假设A在平板车上滑行距离为s，由能量守恒定律得：μmAgs=mAvA-（M+mA）v车，即：0.5×2×10s=×2×52-×（2+2）×2.52，解得：s=1.25m，则平板车的长度至少为1.25m；答：（1）平板车最后的速度是2.5m/s；（2）小车长度至少为1.25m．

18.解：（1）弹簧被压缩到最短时，木块A与木板B具有相同的速度，此时弹簧的弹性势能最大。设共同速度为v，从木块A开始沿木板B表面向右运动至弹簧被压缩到最短的过程中，A、B系统的动量守恒，取向右为正方向，则有：

mv0=（m+2m）v，由能量关系，得：弹簧的最大弹性势能Ep=mv02-（m+2m）v2，解得：Ep=。

22（2）对木块A，根据动量定理得I=mv-mv0。得I=-，方向向左。

（3）从木块A滑上木板B直到二者分离，系统的机械能守恒，设分离时A、B的速度分别为v1和v2。根据动量守恒定律有mv0=mv1+2mv2。根据机械能守恒定律有mv02=mv12+解得v1=-，方向向左，v2=

2mv22。，方向向右。

；，方向向左；，方向向右。

答：（1）弹簧的最大弹性势能是（2）弹簧呗压缩直至最短的过程中，弹簧给木块A的冲量是（3）当木块A和B板分离时，木块A板的速度为，方向向左，B的速度大小为

第5页，共11页 19.解：（1）以铅球、砂车为系统，水平方向动量守恒，m1v0cosθ=（M+m1）v，得球和砂车的共同速度

v=．

（2）球和砂车获得共同速度后漏砂过程中系统水平方向动量也守恒，设当漏出质量为m2的砂子时砂车的速度为v′，砂子漏出后做平抛运动，水平方向的速度仍为v，由（M+m1）v=m2v+（M+m1-m2）v′，得v′=v=，方向水平向右．

答：（1）球和砂车的共同速度是

（2）当漏出质量为m2的砂子时砂车的速度是，方向水平向右．

【解析】 1.【分析】

根据弹性碰撞和非弹性碰撞的性质明确可能出现的情况，讨论可能出现的碰撞过程即可明确碰撞次数．本题考查弹性碰撞和非弹性碰撞，注意在完全非弹性碰撞中两球连在一起；而在于完全弹性碰撞中两球交换速度。【解答】

如果珠子之间的碰撞是完全非弹性碰撞，每碰撞一次，运动的个体就减小一个，所以最多碰4次；如果是完全弹性碰撞，则碰撞一次，珠子将交换速度，最终应该是外面的珠子速度大，里面的珠子速度小．初始状态时，如果外面的珠子速度大，里面珠子速度小，且外面珠子在向里运动时，它们发生碰撞的次数最多，如图所示，它们的速率关系为：v1＞v4＞v2＞v3．珠子1的速度传递给速度4，需要3次碰撞，珠子2的速度传递到珠子4，需要2次碰撞，珠子3的速度传给4，需要1次碰撞，所以它们之间最多可以碰撞3+2+1=6次；故选C。

2.解：设甲溜冰者的运动方向为正方向，根据动量守恒定律，选择开始和最后两个状态列方程得：

（M甲+m）v0-M乙v0=M乙×0-（M甲+m）v，代入数据解得v=0，故BCD错误，A正确．故选A．

以两人和球为研究对象，系统水平方向动量守恒，根据动量守恒列方程即可正确解答．

该题比较简单，考查了动量守恒定律的应用，注意该定律的应用条件，同时注意动量守恒定律公式的矢量性．

3.解：A、播种器利用空气压力把荚以5m/s的速度（相对播种器）竖直向下射出，该过程中播种器对荚做的功转化为荚的动能：W=

J．故A错误；

B、离开无人机后，荚做斜下抛运动，竖直方向：y=代入数据可得：t=1s（t=-2s不符合题意）；故B错误；

第6页，共11页 C、荚离开无人机时的速度：v0=设荚到达地面的速度为v，则：

m/s

代入数据可得：v=15m/s 不考虑重力的作用，则土壤对荚冲量的大小等于荚的动量的变化，大小为：

kg•m/s。故C错误；

D、荚的初速度为15m/s，到达地面的速度为15m/s，由几何关系可知，荚到达地面的速度方向与水平方向之间的夹角为45°

荚能进入地面下10cm，则荚相对于地面的位移大小为：s=m 不计重力，根据动能定理可得：-Fs=0-

代入数据可得：F=22.5N．故D正确。故选：D。

由动能定理即可求出播种器对荚做的功；由平抛运动的特点即可求出荚在空中运动的时间；由机械能守恒求出荚到达地面的速度，由动量定理即可求出土壤对荚冲量的大小；由动量定理即可求出荚在土壤内受到平均阻力的大小。

该题属于物理知识在日常生活中的应用，解答的关键是要注意荚空中的运动为斜下抛运动，解答的过程中要将荚的运动分解为竖直方向的分运动与水平方向的分运动。

4.解：跳高运动员在落地的过程中，动量变化一定．由动量定理可知，运动员受到的冲量I一定；跳高运动员在跳高时跳到沙坑里或跳到海绵垫上可以延长着地过程的作用时间t，由I=Ft可知，延长时间t可以减小运动员所受到的平均冲力F，故D正确，A、B、C错误．故选：D

跳高运动员在落地的过程中，动量变化一定．由动量定理可知，运动员受到的冲量一定，延长与地面的接触时间，可以减小运动员受到的冲击力．

沙坑或海绵垫子具有缓冲作用，可以延长运动员与地面的接触时间，减小运动员受到的冲击力，避免运动员受伤．

5.解：设运动员的质量为m，他刚落到蹦床瞬间的速度为v，运动员自由下落的过程，只受重力作用，故机械能守恒，即：，解得：

；

选取小球接触蹦床的过程为研究过程，取向上为正方向。设蹦床对运动员的平均作用力为，由动量定理得：；

蹦床对运动员的冲量大小为；

结合以上两个式子可得：．故A正确、BCD错误。故选：A。

根据机械能守恒求出小球落到蹦床瞬间的速度；到最低点时，小球的速度和动量均为零，运用动量定理可求得软蹦床对运动员的冲量大小。

本题题型是用动量定理求解一个缓冲过程平均作用力的冲量问题，一定要注意选取合适的研究过程和正方向的选取；本题也可选小球从开始下落到最低点全过程来解答。

6.解：A、小滑块m从A点静止下滑，物体M与滑块m组成的系统水平方向所受合力为零，系统水平方向动量守恒，竖直方向有加速度，合力不为零，所以系统动量不守恒．M和m组成的系统机械能守恒，故A错误，B正确； C、系统水平方向动量守恒，由于系统初始状态水平方向动量为零，所以m从A到C的过程中，m向右运动，M向左运动，m从C到B的过程中M还是向左运动，即保证系统水平方向动量为零．故C错误； D、设滑块从A到B的过程中为t，滑块发生的水平位移大小为x，则物体产生的位移大小为2R-x，取水平向右方向为正方向．则根据水平方向平均动量守恒得：

m-M=0

第7页，共11页解得：x=，故D错误；所以物体产生的位移的大小为2R-x=故选：B．

小滑块m从A点静止下滑，物体M与滑块m组成的系统水平方向所受合力为零，系统水平方向动量守恒，竖直方向有加速度，合力不为零，系统动量不守恒．

用位移表示平均速度，根据水平方向平均动量守恒定律求出物体M发生的水平位移．

分析清物体运动过程，该题属于水平方向动量守恒的类型，知道系统某一方向动量守恒的条件，求解两个物体的水平位移时，注意要以地面为参照物．

7.解：因为碰撞前，甲球速度大于乙球速度，则有：＞

得：＞1.4 根据动量守恒得：p甲+p乙=p甲′+p乙′，代入解得：p甲′=2kg•m/s。据碰撞过程总动能不增加，得：

≥

代入数据解得：＞

碰撞后两球同向运动，甲的速度不大于乙的速度，则有：≤

代入数据解得：≤5

所以有：＜≤5

则m乙=4m甲，不可能，其他三式子是可能的，故ABD错误，C正确。故选：C。

两球碰撞过程遵守动量守恒定律，由动量守恒定律求出碰撞后甲的动量。根据碰撞前甲球速度大于乙球速度，以及碰撞过程中总动能不增加，列出不等式，求出m甲与m乙比值的范围，再进行选择。

本题考查对碰撞规律的理解和应用能力。要知道碰撞有三个基本规律：

一、动量守恒；

二、系统总动能不增加；

三、碰撞后如同向运动，后面的物体的速度不大于前面物体的速度，即要符合实际运动情况。8.解：A、当A、B速度相同时，弹簧被压缩到最短，弹簧的弹性势能最大，以AB组成的系统为研究对象，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv0=2mv，解得：v=，则速度AB速度都不为零，故AB错误；

C、对B，根据动能定理得：弹簧对物体B所做的功，故C错误；

D、在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中，弹簧对物体A和物体B的弹力大小相等，方向相反，根据I=Ft可知，弹簧对物体A和物体B的冲量大小相等，方向相反，故D正确．故选：D 第8页，共11页物体速度相等时弹簧压缩量最大，弹簧的弹性势能最大，由动量守恒定律求出速度，对B根据动能定理求出弹簧对物体B所做的功，弹簧对物体A和物体B的弹力大小相等，方向相反，根据I=Ft判断冲量关系．本题考查了动量守恒定律以及动能定理的直接应用，要求同学们能正确分析物体的运动情况，注意使用动量守恒定律时要规定正方向，难度适中．

9.解：AD、在炸裂过程中，由于重力远小于内力，系统的动量守恒．炸裂前物体的速度沿水平方向，炸裂后a的速度沿原来的水平方向，根据动量守恒定律判断可知：b的速度一定沿水平方向，但不一定与原速度方向相反，取决于a的动量与物体原来动量的大小关系．由于物体原来的动量不是零，所以根据动量守恒定律可知，a、b的动量大小不一定相等．故A、D错误．

B、从炸裂到落地的过程中，a、b都做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，由于高度相同，由h=gt2得知，a、b飞行时间一定相同．故B正确．

C、在炸裂过程中，a，b受到爆炸力大小相等，方向相反，作用时间相同，由冲量的定义I=Ft知，爆炸力的冲量大小相等、方向相反，所以冲量不同．故C错误．故选：B

当物体的速度沿水平方向炸裂成a、b两块时，质量较大的a的速度方向仍沿原来的方向，根据动量守恒定律判断可知b运动方向一定沿水平方向，a、b均做平抛运动，高度相同，运动时间相同，同时到达地面．在炸裂过程中，a、b间相互作用力大小相等，作用时间相等，冲量大小一定相等．

本题是动量守恒定律的应用问题．系统的动量守恒，不仅作用前后总动量的大小保持不变，总动量的方向也保持不变，解题时要抓住这一点．

10.解：两球碰撞过程动量守恒，以两球组成的系统为研究对象，取水平向右方向为正方向，碰撞前，A、B的速度分别为：vA=2v0、vB=v0．

碰撞前系统总动量：P=mAvA+mBvB=m×2v0+2m×（-v0）=0，P=0，系统总动量为0，系统动量守恒，则碰撞前后系统总动量都是0；

由于碰撞是弹性碰撞，则碰撞后二者的速度不能等于0，运动的方向一定相反．故D正确，ABC错误．故选：D．

两球碰撞过程，系统动量守恒，先选取正方向，再根据动量守恒定律列方程，求解即可．

本题碰撞过程中遵守动量守恒，不仅碰撞前后总动量的大小不变，方向也保持不变，要注意选取正方向，用符号表示速度的方向．

11.解：A、若两手同时放开A、B两车，系统所受合外力为零，系统动量守恒，由于系统初动量为零，则系统总动量为零，故A正确；

B、先放开左手，再放开右手，两车与弹簧组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故B正确； C、先放开左手，再放开右手，系统所受合外力向左，系统所受合外力的冲量向左，系统总动量向左，故C正确；

D、无论何时放手，两手放开后，系统所受合外力为零，系统动量守恒，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，如果同时放手，系统总动量为零，如果不同时放手，系统总动量不为零，则系统的总动量不一定为零，故D正确；故选：ABCD。

根据动量守恒的条件分析答题，系统所受的合外力为零系统动量守恒．本题考查了动量守恒的判断，知道动量守恒的条件即可正确解题，系统所受合外力为零时，系统动量守恒． 12.解：不论圆弧是否光滑，小车与小球组成的系统在小球下滑过程中系统所受合外力都不为零，则系统动量都不守恒．但系统水平方向不受外力，所以系统水平方向的动量守恒．

若圆弧光滑，只有重力做功，系统的机械能守恒．若圆弧不光滑，系统要克服摩擦力做功，机械能减少，故AD错误，BC正确．故选：BC

系统所受合外力为零，系统动量守恒．只有重力或弹力做功时，物体的机械能守恒．根据题意与守恒条件分析答题．

第9页，共11页判断动量是否守恒时，要分析受力，确定合外力是否为零．判断机械能守恒时，可以根据是否只有重力做功分析，也可以根据是否只发生动能和势能之间的转化分析．

13.解：因为碰撞前，甲球速度大于乙球速度，则有根据动量守恒得，p甲+p乙=p甲′+p乙′，代入解得p甲′=2kg•m/s．

据碰撞过程总动能不增加得到：

+≥+

＞，得到＜

代入解得：=

碰撞后两球同向运动，甲的速度不大于乙的速度，则≤，代入解得≥

所≤≤

故选：BCD．

两球碰撞过程遵守动量守恒定律，由动量守恒求出碰撞后甲的动量．根据甲球速度大于乙球速度，以及碰撞过程中总动能不增加，列出不等式，求出甲与乙质量比值的范围进行选择．

本题考查对碰撞规律的理解和应用能力．碰撞有三个基本规律：

一、动量守恒；

二、系统总动能不增加；

三、碰撞后如同向运动，后面的物体的速度不大于前面物体的速度，即要符合实际运动情况．

14.解：A、在小球沿曲面下滑的过程中，小球有竖直分加速度，系统的合外力不为零，动量不守恒。只发生重力势能与动能的转化，所以系统的机械能守恒，故A错误。

B、曲面体对小球的作用力垂直于接触面，由于曲面向右移动，曲面体对小球的作用力与小球相对于地的速度方向成钝角，所以曲面体对小球的作用力垂直于接触面且对小球做负功，故B正确。

C、取水平向左为正方向，由系统水平动量守恒得m球-m曲=0，得=，即球和曲面体对地的水平位移与二者的质量成反比，故C正确。

D、球沿曲面体下滑过程中，球对曲面体的作用力冲量与曲面体对球的作用力冲量始终等大反向，而合外力是物体受到的所有力的合力，则球和曲面体所受合外力的冲量关系不能确定，故D错误。故选：BC。

小球下滑过程中，系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒．只发生动能和重力势能的转化，系统的机械能守恒；根据系统水平方向动量守恒列式求解水平位移关系．结合动量定理分析．

本题关键要掌握小球下滑过程中，系统水平方向不受外力，由动量守恒定律分析水平位移关系．对于机械能是否守恒，可根据能量的转化情况分析．

15.解：AB、物体下滑过程中，物体与槽组成的系统水平方向不受外力，系统水平方向动量守恒，只有重力做功，系统机械能守恒。设物体到达水平面时速度大小为v1，槽的速度大小为v2，规定向右为正方向，由系统水平方向动量守恒得：mv1-2mv2=0 由系统的机械能守恒得：mgh=mv12+•2mv22，由以上两式解得：v1=2底端时，槽的动能为Ek2=•2mv22=，故A正确，B错误。，v2=，所以物体第一次滑到槽C、在压缩弹簧的过程中，墙壁对弹簧有作用力，所以物块和弹簧组成的系统动量不守恒，故C错误。

第10页，共11页 D、物块第一次被弹簧反弹后能追上槽，到达最高点时物体与槽的速度相同，物体的动能一部分转化为槽的动能，到达最高点时的重力势能减小，所以不能回到槽上高h处。故D正确；故选：AD。

物体在下滑过程中，物体与槽组成的系统水平方向不受外力，系统水平方向动量守恒，系统机械能也守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律求出物体第一次滑到槽底端时槽的动能．根据动量守恒的条件和机械能守恒的条件判断机械能和动量是否守恒．结合物体与槽的速度大小关系判断物体能否回到高h处．本题考查了动量守恒定律与机械能守恒定律的应用，分析清楚物体运动过程，应用动量守恒定律与机械能守恒定律即可正确解题．

16.解：（1）使用打点计时器时，先接通电源后释放纸带，所以先接通打点计时器的电源，后放开滑块1；

（2）放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动，根据纸带的数据得：碰前的速度打出5个点的位移为20.0cm=0.20m；用时0.1s 碰后打7个点的位移为16.8cm=0.168m，用时0.14s；碰撞前滑块1的动量为：P1=m1v1=0.310×

=0.620kg•m/s，滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为0.620kg•m/s

碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为：

P2=（m1+m2）v2=（0.310+0.205）×=0.618kg•m/s

（3）结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用．

故答案为：（1）接通打点计时器的电源；放开纸带；（2）0.620；0.618；（3）纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用

使用打点计时器时，先接通电源后释放纸带；本实验为了验证动量守恒定律设置滑块在气垫导轨上碰撞，用打点计时器纸带的数据测量碰前和碰后的速度，计算前后的动量，多次重复，在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证．

本题利用气垫导轨验证动量守恒定律的实验，本实验中要注意明确实验原理，同时还要注意打点计时器的使用方法，知道气垫导轨要水平才能满足动量守恒． 17.（1）由动量守恒定律可以求出平板车的速度；

（2）由能量守恒定律可以求出A相对于平板车滑行的距离，然后求出平板车的长度．

本题考查了求速度、A的滑行距离问题，分析清楚物体运动过程、应用动量守恒定律与能量守恒定律即可正确解题．

18.（1）弹簧的弹性势能最大时，A、B的速度相同。A、B组成的系统所受的合外力为零，系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出共同速度。再由能量守恒定律（或机械能守恒定律）可以求出弹簧的最大弹性势能。