动量和动量定理教学课件

动量与动量定理教学目标:1.比较功与冲量的比较2.比较动能与动量的比较3.比较动量定理与动能定理的比较4.动量定理的应用（定性与定量）一.功与冲量的比较1.功是

，反映力作用作在物体上经历一段

后的效果。W=

。冲量

，反映力作用在物体上经历一段

后的效果。I=

。练习：质量为m的某物体静止在地面上t秒，则该物体所受重力的冲量为

、重力的功为

。2.W=Fscosθ中，F必须是

，若F是变力，则一般用

求功。

I＝Ft中，F必须是

，若F是变力，过程量过程量位移Fscosθ时间Ftmgt0恒力动能定理恒力则一般用

求冲量。练习：一质点在水平面内以速度v做匀速圆周运动，如图，质点从位置A开始，经1/2圆周，质点所受合力的冲量是多少?

vAABvBO解：质点做匀速圆周运动，合力是一个大小不变、但方向不断变化的力，变力的冲量一般不能直接由F·t求出，可借助F·t＝Δp间接求出，即合外力力的冲量由末动量与初动量的矢量差来决定．以vB方向为正，因为vA=-v，vB=v，则Δp=ｍvB-ｍvA

=ｍ［v-(-v)］=2ｍv，合力冲量与vB同向．动量定理3.功是

，冲量是

方向

。二.动能与动量动量变化动能不一定变化，动能变化动量一定变化动能动量mV标量矢量状态量状态量标量矢量由F方向决定三.动量定理与动能定理表述：推导：作用效果：动量定理：力在时间上积累的效果，改变物体的动量动能定理：力在空间上积累的效果，改变物体的动能应用1：钢球从高处向下落，最后陷入泥中，如果空气阻力可忽略不计，陷入泥中的阻力为重力的n倍，求(1)钢珠在空中下落的高度H与陷入泥中的深度h的比值H∶h=?(2)钢珠在空中下落的时间T与陷入泥中的时间t的比值T∶t=？

Hh解：(1)由动能定理，选全过程mg(H+h)－nmgh=0

H+h=nh

∴H:h=(n–1):1

(2)由动量定理，选全过程

mg(T+t)－nmgt=0

T+t=nt

∴T:t=(n–1):1Hh小结：1.涉及时间与初、末速度，优先考虑动量定理涉及位移与初、末速度，优先考虑动能定理2.能用全过程列处理就全过程处理，比分部处理方便，但全过程处理时，应该找准各力对应的位移和时间四.动量定理的应用例一：跳远运动中，运动员落地时最好落在沙池中，试用动量定理分析其原因？然后再举类似的三个例子。分析：运动员落地前动量mv一定，落地后动量为0。动量改变量一定，落到沙池上能有效地增加落地时间，根据（F-G)t=0-mv,知t越长，F越小，对人的伤害越小。如：跳高运动落到海绵垫上玻璃制品运输时，用泡沫包裹汽车安装减震器，使乘客坐得舒适例二：如图示，一块铁压着一纸条放在水平桌面上，当以速度v抽出纸条后，铁块掉在地上的P点，若以2v的速度抽出纸条，则铁块落地点为（）A、仍为P点B、在P点的左边C、在P点的右边D、在P点的右边原水平位移的两倍处B析：铁块与纸之间的摩擦力一定，ft=mv-0抽出的速度越大，作用时间越短，铁块受到摩擦力的冲量越小,获得的速度越小，平抛的水平位移越小。定性应用动量定理小结：△mv一定，t越小，F越大F一定，t越小，△mv越小例三：汽锤m=60kg，从高h=0.8m自由下落，汽锤与桩子之间相碰时间为t=0.1s。碰后汽锤的速度为零，不计空气阻力。求桩子受到的平均作用力大小。（取g=10m/s2)解：桩与锤之间的力互为作用力，求出汽锤的受到的作用力，就可以求出桩受到的作用力汽锤从h高处自由落体：取向上为正方向，由动量定理有：所以：桩子受到的作用力大小为3000N定量计算小结：1.规定好正方向，与正方向相反的物理量用负表示2.重力是否应该计算，要看题目具体要求，或根据题目暗示判断。一般情况下，外力远远大于重力才能不计重力的影响。3.动量定理解题按照以下几个步骤;(1)明确研究对象和研究过程(2)受力分析(3)规定正方向(4)找出初末状态的动量和合外力的冲量(5)根据动量定理列方程求解练习1：一质量为m的小球，以初速度v0

沿水平方向射出，恰好垂直地射到一倾角为30°的固定斜面上，并立即反方向弹回。已知反弹速度的大小是入射速度大小的3/4，求在碰撞中斜面对小球的冲量大小？v030°由①、②得

碰撞过程中，小球速度由v变为反向的3v/4,碰撞时间极短，可不计重力的冲量，由动量定理，斜面对小球的冲量为解：小球做平抛撞到斜面上.设刚要碰撞斜面时小球速度为v.由题意，v的方向与竖直线的夹角为30°，如右图.v030°v0v30°得v=2v0①练习2：一节车厢以速度v=2m/s从传送带前通过，传送带每秒2kg的速度将矿砂散落（可认为离开传送带的速度为零）到车厢内，为了保持车厢匀速，设车厢受到的阻力不变，对车厢增加的牵引力为多大？v1解，取车M和ts内落到车上的矿砂m为研究对象，以原来的运动方向为正方向，由动量定理有v1练习3：如图，物体m、M用轻绳连接后挂在弹簧上静止不动。细线烧断后，物体m上升到某一位置时速度v，此时物体M的速度为u，在这段时间里，弹簧对物体m的冲量是多少？m。M解：对M，取向下为正，速度从0增加到U用时间t,由动量定理有:Mgt=MU-0对m，取向上为正，速度从0增加到v用时间也是t，由动量守恒有：

I-mgt=mv-0由上述两式有：I＝m(u+v)m。MMMgmmgF59《电解原理的

应用》电离

电解

条件过程特点联系

电解质溶于水或受热融化状态电解质电离后，再通直流电电解质电离成为自由移动的离子。CuCl2=Cu2++2Cl-通电阴阳离子定向移动，在两极上失得电子成为原子或分子。CuCl2==Cu+Cl2↑只产生自由移动的离子发生氧化还原反应生成了新物质电解必须建立在电离的基础上小结1电离与电解的区别与联系原电池和电解池知识总结比较表内容原电池电解池电极规定电极反应电子移动方向能量转变较活泼金属做负极阴极：连接电源负极的一极负极发生氧化反应阳极氧化、阴极还原负极流向正极阳极流向阴极化学能变为电能电能变为化学能小结2分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子离子放电顺序（1）电解池阴极阳离子放电能力（得电子能力）逐渐增强K+Ca2+Na+Mg2+Al3+H+（水中）Zn2+Fe2+Pb2+H+（酸中）Cu2+Hg2+Ag+（2）电解池阳极（FeCuAg等金属）>

S2->I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根阴离子放电（失电子）能力：逐渐减弱电解类型举例电极反应溶液pH变化

溶液复原方法

物质类别

实例水电解含氧酸H2SO4

强碱NaOH

活泼金属的含氧酸盐Na2SO4

溶质电解无氧酸HCl

不活泼金属的无氧酸盐CuCl2

溶质和水同时电解活泼金属的无氧酸盐NaCl

不活泼金属的含氧酸盐CuSO4

电解的基本规律阳极：4OH—-4e—=O2↑+2H2O阴极：4H++4e—=2H2↑阳极2Cl—-2e—

=Cl2↑阴极：4H++4e—=2H2↑阳极2Cl—-2e-

=Cl2↑阴极：Cu2++2e—=Cu阳极2Cl—-2e—=Cl2↑阴极：2H2O+2e—=H2↑+2OH-阳极：4OH—-4e—=O2↑+2H2O阴极：2Cu2++4e—=2Cu减小增大不变增大增大减小H2OHClCuCl2HClCuO电解水型！电解电解质型！放氧生酸型！放氢生碱型！【思考】“实验派”经过反复、多次、精确的实验测定，证明电解氯化铜溶液时pH值的变化如下图曲线：（1）电解前氯化铜溶液的pH值处于A点位置的原因是什么？（2）“实验派”的实验结论是

，该观点的理由是（从化学原理上加以简述）:随着电解的进行,溶液的pH下降.生成的氯气溶于水使溶液酸性增强.氯化铜为强酸弱碱盐,铜离子水解使溶液呈酸性.例.(2003江苏16)用惰性电极实现电解，下列说法正确的是A.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小C.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2D.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1【跟踪训练】D2008年化学科(江苏卷)考试说明

1、理解原电池和电解池的工作原理。2、能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。

3、认识化学在解决能源危机中的重要作用。想一想？

如果要在某铁制品表面镀上一层银，请你选择合适的电极材料和电镀液，并写出电极反应方程式。

阴极——某铁制品阳极——金属银电镀液——含有硝酸银的溶液阳极：Ag→

Ag++e-

阴极：Ag+＋e－→

Ag一、电镀1、定义：利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或是合金的过程。2、目的：4、电镀的特点：3、电镀材料的选择：阴极——镀件电镀液——含有镀层金属离子的溶液阳极——镀层金属

使金属增强抗腐蚀的能力，增加美观和表面硬度。1）阳极本身参加电极反应2）电解质溶液的浓度保持不变二、铜的电解精炼阳极：Cu→Cu2++2e-阴极：Cu2++2e-

→Cu杂质比铜活泼的Zn、Fe等：Zn→

Zn2++2e-

Fe→Fe2++2e-活泼性在铜之后的银、金等：还原性比铜差的，不能失去电子，它们以单质的形式留在溶液中，成为阳极泥。电解质溶液硫酸铜的浓度略有减小。（05天津高考12）金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（）（已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）A．阳极发生还原反应，其电极反应式：

Ni2++2e—=NiB．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+

和

Zn2+D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和PtD『高考典例感悟』工业上利用这一反应，制取烧碱、氯气和氢气。三、氯碱工业想一想：在左面的电解饱和食盐水的实验中，电解产物之间可能发生哪些化学反应？通电2NaCl+2H2O===2NaOH+Cl2↑+H2↑

（1）在NaCl溶液中,NaCl电离出

，H2O电离出

。通电后，在电场的作用下，

向阴极移动，

向阳极移动。在阳极，由于

容易失去电子，被氧化生成

。阳极方程式：

;（2）在阴极，由于

容易得到电子被还原生成

．使H2O电离向右移动，因此阴极

浓度增大PH

。阴极方程式：

。2Cl--2e-=Cl22H++2e-=H2Na+、Cl-H+、OH-Cl-、OH-Cl-Cl2H+H2OH-增大Na+、H+氯碱工业总化学方程式：

;总离子方程式:

.(3)电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为：

___________

，两极极板上都有气体产生，如何检验气体的种类？

阴极附近的溶液无色变为红色阳极:把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极 附近,产生气体可以使湿润KI淀粉试 纸变蓝色.(2)避免生成物H2和Cl2混合,因为:

.(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,反应方程式:

.第一个问题:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇强光爆炸解决方法:使用离子交换膜电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:(1)生产设备名称：阳离子交换膜电解槽阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室。(2)离子交换膜的作用：

a、防止Cl2和H2混合而引起爆炸

b、避免Cl2与NaOH反应生成NaClO影响

NaOH的产量。提示：第二个问题：精制食盐水

由于粗盐中含有泥沙、Ca2+

、Mg2+、

Fe3+、SO42—等杂质，会在碱液中形成沉淀从而损坏离子交换膜，那么如何除去这些杂质呢？3、所有试剂只有过量才能除尽，你能设计一个合理的顺序逐一除杂吗？2、用什么试剂除去Ca2+

、Mg2+、Fe3+

、SO42—1、用什么方法除去泥沙？电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:泥沙、Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+

、SO42-Na+、Cl-、.Mg2+、Ca2+、Fe3+

、SO42-Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+

、引入Ba2+

Na+、Cl-、Ca2+、Ba2+、引入OH-Na+、Cl-、CO32-、OH-Na+、Cl-沉降除泥沙略过量BaCl2溶液除SO42-略过量Na2CO3溶液除Ca2+.

Ba2+

略过量NaOH溶液除Fe3+,

Mg2+

适量HCl溶液调节PH除CO32-、OH-四、电冶金（1）制取金属钠电解熔融氯化钠阳极：2Cl-

-2e-

=Cl2↑阴极：2Na++2e-=2Na总反应：通电2NaCl===2Na+Cl2↑（2）制取金属铝电解熔融氧化铝阳极：6O2-

-12e-

=3O2↑阴极：4Al3++12e-=4Al总反应：

通电2Al2O3====4Al+3O2↑注意：反应过程中使用冰晶石(Na3AlF6)作为熔剂，使Al2O3在较低的温度下熔化例1（2007上海）某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是A.铅笔端作阳极，发生还原反应B.铂片端作阴极，发生氧化反应C.铅笔端有少量的氯气产生D.a点是负极，b点是正极D祝你成功例2.

如图装置，用离子交换膜法电解饱和食盐水制烧碱。若X电极材料为金属钛网（表面有氧化物涂层），Y电极材料为碳钢网。阳离子交换膜只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过。分别收集两极产生的气体并通入淀粉KI溶液中。请回答下列问题：①能使淀粉KI溶液变蓝的是

（填“a”或“b”）气体；②其X极的电极反应式为

，Y极的电极反应式为

；③总反应的化学方程式为

。a2Cl-→Cl2↑+

2e－

2H++2e－→H2↑2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOH通电例3．

(2007年高考全国理综卷)以惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100mol，则阴极上析出Cu的质量为()(A)0.64g(B)1.28g(C)2.56g(D)5.12gB

例4

工业上采用Fe、C为电极电解K2MnO4溶液制KMnO4。1.电解时,应以

作阴极，电解过程中阴极附近溶液pH将会

,

2.阳极反应式为

,

3.总电解反应式为

.

Fe增大MnO42-→MnO4-+e-2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2↑通电高考回放及综合训练（2）写出电极反应：A中：_B中：__C中：_D中：_（1）标出电源的正、负极，X为

______，Y为______.综合训练：由电极产物判断电源电极Ａ：4H＋＋4ｅ－→2H２↑Ｂ：4OH－→

2H２O＋O２↑＋4ｅ－

C：2H＋＋2ｅ－→

H２↑D：2Cl－＋2ｅ－→

Cl２↑1、如图装置中,E为一只盛有AlCl3溶液的烧杯，C为铂棒、D为铁棒，X与Y为电源的电极，A、B中插入多孔的惰性电极。切断开关K1，闭合开关K2，通直流电一端时间后，A、B中液面如图所示，请回答：正极负极(3)电解AlCl3溶液时,下图所示的电解变化曲线合理的是()(忽略烧杯中阳极产生气体与溶液的反应)A．①④B．②④C．②③D．①③A1、如图装置中,E为一只盛有AlCl3溶液的烧杯，C为铂棒、D为铁棒，X与Y为电源的电极，A、B中插入多孔的惰性电极。切断开关K1，闭合开关K2，通直流电一端时间后，A、B中液面如图所示，请回答：综合训练：依据阴阳两极得失电子守恒，以及铝元素的性质特点，结合图表分析Al3+~3Cl-~3e-~3OH-~Al(OH)31、如图装置中,E为一只盛有AlCl3溶液的烧杯，C为铂棒、D为铁棒，X与Y为电源的电极，A、B中插入多孔的惰性电极。切断开关K1，闭合开关K2，通直流电一端时间后，A、B中液面如图所示，请回答：(4)电解AlCl3溶液时,若产生沉淀1.56g时,将A极产生的气体在常温下燃烧,生成液态水,放出8.574KJ热量,写出其燃烧热的热化学方程式.依据电路中转移电子相等Al3+~3Cl-~3e-~3OH-~Al(OH)3Ａ：2Ｈ＋＋2ｅ－→Ｈ２↑3H2~6e-~2Al(OH)3~热量3mol2×78gQKJ1.56g8.5７4KJH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);△H=-285.8KJ/mol综合训练：（5）若电解一段时间后，A、B中均有气体包围，此时切断开关K2，闭合开关K1，则电流指针是否偏转？

.若偏转写出电极反应和总反应：负极（A）：2H2＋4OH－→4H2O＋4e-

正极（B）：O2＋2H2O+4e-

→4OH-

总反应：2H2＋O2=2H2O

1、如图装置中,E为一只盛有AlCl3溶液的烧杯，C为铂棒、D为铁棒，X与Y为电源的电极，A、B中插入多孔的惰性电极。切断开关K1，闭合开关K2，通直流电一端时间后，A、B中液面如图所示，请回答：综合训练：偏转综合训练：（6）若把A气体换为甲醇，此时切断开关K2，闭合开关K1，则电流指针也偏转.写出电极反应：A中：____B中：____.2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O2CH3OH＋3O2＋４OH－＝2CO32－＋6H2O总反应式正极:3O2＋6H2O＋12e－→12OH－负极:2CH3OH-＋

16OH

－→2CO32－＋12H2O+12e-先写出难度较小的总反应式根据题给条件的正极电极反应式或简单的电极反应式用减法写出复杂的负极反应式,注意三守恒2、用图所示的装置进行电解。通电一会儿，发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色。(1)A中发生反应的化学方程式为__________。(2)在B中观察到的现象是________________。(3)室温下，若从电解开始到时间ts，A、B装置中共收集到气体0.168L(SPT)，若电解过程中无其他副反应发生，经测定电解后A中溶液体积恰为1000mL，则A溶液的pH为______。AB4AgNO3+2H2O=4Ag+O2↑+4HNO3通电铜片溶解，有气体、蓝色沉淀生成2＋－阴极：Ag++e-→Ag阳极：2Cl-→Cl2↑+2e -3、如图：通电5min后，电极5质量增加2.16g，试回答：（1）电源：a

为

极

C池

池电极2反应：

电极5反应：

（2）若B槽中共收集到224mL气体（标况），且溶液体积为200mL（设电解过程中溶液体积不变），则通电前溶液中的Cu2+物质的量浓度为

。（3）若A池溶液体积为200mL，且电解过程中溶液体积不变，则电解后，溶液pH为

。负

电解0.025mol·L-1

131．(2007年高考广东化学卷，电化学)三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO－，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是()(A)可用铁作阳极材料(B)电解过程中阳极附近溶液的pH升高(C)阳极反应方程式为：2Cl－→Cl2＋2e－(D)1mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1mol电子。CD2．(2007年高考上海化学卷，电解)某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是()铂片滤纸铅笔祝你成功ab直流电源(A)铅笔端作阳极，发生还原反应(B)铂片端作阴极，发生氧化反应(C)铅笔端有少量的氯气产生

(D)a点是负极，b点是正极D稀H2SO4Cu石墨3．(2007年高考江苏卷，电解)某同学按图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是()(A)电解过程中，铜电极上有H2产生(B)电解初期，主反应方程式为：

Cu＋H2SO4＝CuSO4＋H2↑(C)电解一定时间后，石墨电极上有铜析出(D)整个电解过程中，H＋的浓度不断增大BC通电4．(2007年高考理综重庆卷，电解)如图所示，下列叙述正确的是()ZnSO4隔膜(只允许SO42－通过)CuSO4滤纸(滴加了Na2SO4、酚酞溶液)表面皿YZnCu铜丝X(A)Y为阴极，发生还原反应(B)X为正极，发生氧化反应(C)Y与滤纸接触处有氧气生成(D)X与滤纸接触处变红A5、用惰电极电解AgNO3溶液500mL；当电解液的pH值从6.0变为3.0(设电解时无氢气逸出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量为（）

A、27mg B、54mg C、108mg D、216mgB6.（2008年高考全国Ⅰ卷）电解100mL含 c（H+）＝0.30mol/L的下列溶液，当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是（A

）A．0.10mol/LAg+ B．0.02mol/LZn2+C．0.20mol/LCu2+ D．0.20mol/LPb2+解析：根据离子的放电顺序可知，当电路中通过0.04mol的电子时，能析出金属的只有选项A和C，根据Ag＋＋e-===Ag和Cu2＋＋2e-===Cu可知，析出的金属的物质的量分别为0.04mol的Ag和0.02mol的Cu，其质量分别为4.32g和1.28g。7.（2008年高考天津卷）下列叙述正确的是（C

）A．在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应B．用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1：2C．用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1mol电子转移，则生成1molNaOHD．镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀解析：选项A中在电解池的阴极是阳离子得到电子，发生的是还原反应；选项B中用惰性电极电解Na2SO4溶液，实际上是电解水，在阴极上：2H＋＋2e－===H2↑，在阳极上：4OH－-4e－===2H2O＋O2↑，所以阴阳两极产物的物质的量之比为2∶1；选项C中2NaCl＋2H2O===2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，每生成2mol的NaOH转移的电子数为2mol，所以转移1mol电子，生成的NaOH就是1mol；选项D中镀层破损后，镀锡铁组成的原电池，Fe作负极而被腐蚀，镀锌铁组成的原电池，Zn作负极，所以镀锡铁板比镀锌铁板更容易腐蚀。（2008年高考海南卷）如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素