新教材人教版高中物理選擇性必修第一冊(cè)全冊(cè)教學(xué)課件

1

動(dòng)量2

動(dòng)量定理習(xí)題課:動(dòng)量定理的應(yīng)用3

動(dòng)量守恒定律4

實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律習(xí)題課:動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用5

彈性碰撞和非彈性碰撞習(xí)題課:動(dòng)量和能量的綜合應(yīng)用6

反沖現(xiàn)象

火箭

第一章動(dòng)量守恒定律1

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)2

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述3

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量習(xí)題課:簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像及運(yùn)動(dòng)的周期性、對(duì)稱(chēng)性4

單擺5

實(shí)驗(yàn):用單擺測(cè)量重力加速度6

受迫振動(dòng)

共振第二章機(jī)械振動(dòng)1

波的形成2

波的描述3

波的反射、折射和衍射4

波的干涉5

多普勒效應(yīng)習(xí)題課:機(jī)械波的多解問(wèn)題第三章機(jī)械波1

光的折射2

全反射實(shí)驗(yàn):測(cè)量玻璃的折射率習(xí)題課:光的折射和全反射3

光的干涉4

實(shí)驗(yàn):用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)5

光的衍射6

光的偏振

激光第四章光一、尋求碰撞中的不變量實(shí)驗(yàn)(一)1.現(xiàn)象:如圖所示,用兩根長(zhǎng)度相同的線(xiàn)繩,分別懸掛兩個(gè)完全相同的鋼球A、B,且兩球并排放置。拉起A球,然后放開(kāi),該球與靜止的B球發(fā)生碰撞。可以看到:若兩個(gè)鋼球質(zhì)量相同,則碰撞后A球停止運(yùn)動(dòng)而靜止,B球開(kāi)始運(yùn)動(dòng),最終擺到和A球被拉起時(shí)

的高度。即B球的速度

碰前A球的速度。

2.猜想:碰撞前后,兩球速度之和不變。同樣

等于1

動(dòng)量3.驗(yàn)證:(1)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):若A球的質(zhì)量大于B球,則碰撞后B球擺起的高度

A球被拉起時(shí)的高度,即B球獲得

的速度。

(2)驗(yàn)證猜想:碰撞前后,兩球速度之和并不

。

4.再次猜想:觀察發(fā)現(xiàn),兩球碰撞前后的速度變化跟它們的______

有關(guān)系。

可能碰撞前后兩個(gè)物體的動(dòng)能之和不變,可能兩個(gè)物體碰撞前后速度與質(zhì)量的乘積之和不變。大于較大相等質(zhì)量實(shí)驗(yàn)(二)實(shí)驗(yàn)如圖,兩輛小車(chē)都放在滑軌上,用一輛運(yùn)動(dòng)的小車(chē)碰撞一輛靜止的小車(chē),碰撞后兩輛小車(chē)粘在一起運(yùn)動(dòng)。小車(chē)的速度用滑軌上的數(shù)字計(jì)時(shí)器測(cè)量。表1中數(shù)據(jù)是某次實(shí)驗(yàn)時(shí)采集的。其中,m1是運(yùn)動(dòng)小車(chē)的質(zhì)量,m2是靜止小車(chē)的質(zhì)量,v是運(yùn)動(dòng)小車(chē)碰撞前的速度,v'是碰撞后兩輛小車(chē)的共同速度。(1)表1根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)完成表2。表20.04890.3260.3190.04340.3400.3280.06370.4110.397(2)結(jié)論:比較表2中第2、3兩列數(shù)據(jù)可知,兩輛小車(chē)碰撞前后,動(dòng)能之和并不

。

比較表2中第4、5兩列數(shù)據(jù)可知,兩輛小車(chē)碰撞前后,質(zhì)量與速度的乘積之和基本

。

相等相等二、動(dòng)量及動(dòng)量的變化1.動(dòng)量(1)定義:物體的

和

的乘積。

(2)公式:

。

(3)單位:

,符號(hào)是

。

(4)矢量性:方向與

的方向相同。運(yùn)算遵守___________

定則。

2.動(dòng)量的變化量(1)定義:物體在某段時(shí)間內(nèi)

與

的矢量差(也是矢量),Δp=

(矢量式)。

(2)動(dòng)量始終保持在一條直線(xiàn)上時(shí)的動(dòng)量運(yùn)算:選定一個(gè)正方向,動(dòng)量、動(dòng)量的變化量用帶正、負(fù)號(hào)的數(shù)值表示,從而將矢量運(yùn)算簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算(此時(shí)的正、負(fù)號(hào)僅代表

,不代表大小)。

質(zhì)量速度p=mv千克·米/秒kg·m/s速度平行四邊形末動(dòng)量初動(dòng)量

p'-p方向正誤判斷1.動(dòng)量相同的物體運(yùn)動(dòng)方向不一定相同。(

)2.質(zhì)量大的物體的動(dòng)量一定大。(

)3.物體的動(dòng)量越大,則物體的慣性就越大。(

)4.質(zhì)量和速率都相同的物體的動(dòng)量一定相同。(

)×解析:動(dòng)量相同指動(dòng)量的大小和方向均相同,而動(dòng)量的方向就是速度的方向即運(yùn)動(dòng)方向,故動(dòng)量相同的物體運(yùn)動(dòng)方向一定相同。×解析:動(dòng)量是質(zhì)量和速度的乘積,因此質(zhì)量大、速度小的物體的動(dòng)量可能小?！痢两馕?動(dòng)量是矢量,它的方向與速度的方向相同,而質(zhì)量和速率都相同的物體,其動(dòng)量大小一定相同,但方向不一定相同。對(duì)動(dòng)量的理解情境探究工人師傅在鍛打刀具的時(shí)候,一人用較小的錘子擊打,一人用較大的錘子擊打,兩個(gè)人每次擊打后的效果是不同的,大錘子擊打時(shí)能看到金屬模具有較大的形狀變化。這說(shuō)明運(yùn)動(dòng)物體產(chǎn)生的效果不僅與速度有關(guān),而且與質(zhì)量有關(guān)。(1)什么是動(dòng)量?動(dòng)量的方向如何確定?做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體動(dòng)量是否變化?(2)什么是動(dòng)量的變化量?動(dòng)量變化量的方向如何確定?(假定物體在一條直線(xiàn)上運(yùn)動(dòng))要點(diǎn)提示:(1)運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量和速度的乘積是動(dòng)量。動(dòng)量的方向與速度的方向相同。物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),速度大小不變,方向時(shí)刻改變,故動(dòng)量發(fā)生變化。(2)如果物體在一條直線(xiàn)上運(yùn)動(dòng),首先規(guī)定正方向,將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。動(dòng)量變化量Δp=p'-p=m(v'-v)=m·Δv為矢量式,其方向與Δv的方向相同。知識(shí)歸納1.動(dòng)量(1)動(dòng)量是狀態(tài)量,進(jìn)行動(dòng)量運(yùn)算時(shí),要明確是哪一物體在哪一狀態(tài)(時(shí)刻)的動(dòng)量,p=mv中的速度v是瞬時(shí)速度。(2)動(dòng)量的相對(duì)性:物體的速度與參考系的選擇有關(guān),因此,物體的動(dòng)量與參考系的選擇也有關(guān)。選不同的參考系時(shí),同一物體的動(dòng)量可能不同,通常在不說(shuō)明參考系的情況下,物體的動(dòng)量是指物體相對(duì)地面的動(dòng)量。2.動(dòng)量的變化量(1)動(dòng)量的變化量是過(guò)程量,分析計(jì)算時(shí),要明確是物體在哪一個(gè)過(guò)程的動(dòng)量變化。(2)動(dòng)量的變化量Δp=p'-p是矢量式,Δp、p'、p間遵循平行四邊形定則,如圖所示。(3)Δp的計(jì)算①當(dāng)p'、p在同一直線(xiàn)上時(shí),可規(guī)定正方向,將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算;②當(dāng)p'、p不在同一直線(xiàn)上時(shí),應(yīng)依據(jù)平行四邊形定則運(yùn)算。3.動(dòng)量和動(dòng)能的比較

典例剖析例題一質(zhì)量m=0.2kg的皮球從高H=0.8m處自由落下,與地面相碰后反彈的最大高度h=0.45m。試求:球與地面相互作用前、后時(shí)刻的動(dòng)量以及球與地面相互作用過(guò)程中的動(dòng)量變化。解析:以向下的方向?yàn)檎?則由mgH=得與地面接觸時(shí)的速度v1=4

m/s此時(shí)的動(dòng)量大小p1=mv1=0.8

kg·m/s,方向向下,為正。由mgh=得球剛離開(kāi)地面時(shí)的速度大小v2=3

m/s此時(shí)的動(dòng)量大小p2=mv2=0.6

kg·

m/s,方向向上,為負(fù)。所以Δp=p2-p1=-0.6

kg·m/s-0.8

kg·m/s=-1.4

kg·m/s,負(fù)號(hào)表示方向向上。答案:0.8kg·m/s,方向向下

0.6kg·m/s,方向向上

1.4kg·m/s,方向向上規(guī)律方法

動(dòng)量變化量的求解方法1.若初、末動(dòng)量在同一直線(xiàn)上,則在選定正方向的前提下,可化矢量運(yùn)算為代數(shù)運(yùn)算。2.若初、末動(dòng)量不在同一直線(xiàn)上,運(yùn)算時(shí)應(yīng)遵循平行四邊形定則。變式訓(xùn)練

羽毛球是速度較快的球類(lèi)運(yùn)動(dòng)之一,運(yùn)動(dòng)員扣殺時(shí)羽毛球的速度可達(dá)到100m/s,假設(shè)羽毛球飛來(lái)的速度為50m/s,運(yùn)動(dòng)員將羽毛球以100m/s的速度反向擊回。設(shè)羽毛球的質(zhì)量為10g,試求:(1)運(yùn)動(dòng)員擊球過(guò)程中羽毛球的動(dòng)量變化量;(2)運(yùn)動(dòng)員擊球過(guò)程中羽毛球的動(dòng)能變化量。解析:(1)以羽毛球飛來(lái)的方向?yàn)檎较?則p1=mv1=10×10-3×50

kg·m/s=0.5

kg·m/s。p2=mv2=-10×10-3×100

kg·m/s=-1

kg·m/s。所以動(dòng)量的變化量Δp=p2-p1=-1

kg·m/s-0.5

kg·m/s=-1.5

kg·m/s。即羽毛球的動(dòng)量變化量大小為1.5

kg·m/s,方向與羽毛球飛來(lái)的方向相反。(2)羽毛球的初動(dòng)能:Ek==12.5

J,羽毛球的末動(dòng)能:Ek'==50

J。所以ΔEk=Ek'-Ek=37.5

J。答案:(1)1.5kg·m/s,方向與羽毛球飛來(lái)的方向相反

(2)37.5J1.(多選)若一個(gè)物體的動(dòng)量發(fā)生了變化,則物體運(yùn)動(dòng)的

(

)A.速度大小一定改變了B.速度方向一定改變了C.速度一定變化了D.加速度一定不為零答案:CD

解析:動(dòng)量是矢量,動(dòng)量發(fā)生變化,對(duì)于同一物體,質(zhì)量不變,一定是速度發(fā)生變化,可能是速度的大小發(fā)生變化,也可能是速度的方向發(fā)生變化,也可能是速度的大小和方向都發(fā)生變化,由牛頓第二定律可知加速度一定不為零,選項(xiàng)CD正確。2.下列關(guān)于動(dòng)量和動(dòng)能的說(shuō)法中,正確的是(

)A.一個(gè)物體的動(dòng)量不變,其動(dòng)能一定不變B.一個(gè)物體的動(dòng)能不變,其動(dòng)量一定不變C.兩個(gè)物體的動(dòng)量相等,其動(dòng)能一定不等D.兩個(gè)物體的動(dòng)能相等,其動(dòng)量一定不等答案:A

解析:一個(gè)物體的動(dòng)量不變,則速度的大小一定不變,其動(dòng)能一定不變,選項(xiàng)A正確;一個(gè)物體的動(dòng)能不變,則速度的大小不變,但是方向不一定不變,其動(dòng)量不一定不變,例如勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,選項(xiàng)B3.3顆均為0.05kg的子彈以600m/s的速度擊中豎直擋板,由于擋板不同位置材質(zhì)不同,子彈擊中后的運(yùn)動(dòng)情況不同,A水平穿過(guò)擋板,穿過(guò)后的速度是200m/s,B被擋板反向彈回,彈回時(shí)速度大小為200m/s,C進(jìn)入擋板后停在擋板之內(nèi),求3顆子彈動(dòng)量的變化量。(規(guī)定向右的方向?yàn)檎较?解析:A的初動(dòng)量pA=mv1=0.05

kg×600

m/s=30

kg·m/s,末動(dòng)量pA'=mv1'=0.05

kg×200

m/s=10

kg·m/sA子彈動(dòng)量的變化量ΔpA=pA'-pA=10

kg·m/s-30

kg·m/s=-20

kg·m/s,ΔpA<0,動(dòng)量變化量的方向向左。B的初動(dòng)量pB=mv2=0.05

kg×600

m/s=30

kg·m/s,末動(dòng)量pB'=mv2'=0.05

kg×(-200

m/s)=-10

kg·m/s,B子彈動(dòng)量的變化量ΔpB=pB'-pB=-10

kg·m/s-30

kg·m/s=-40

kg·m/s,ΔpB<0,動(dòng)量變化量的方向向左。C的初動(dòng)量pC=mv3=0.05

kg×600

m/s=30

kg·m/s,末動(dòng)量為0,C子彈動(dòng)量的變化量ΔpC=pC'-pC=0-30

kg·m/s=-30

kg·m/s,ΔpC<0,動(dòng)量變化量的方向向左。答案:見(jiàn)解析一、沖量1.定義:力與力的

的乘積。

2.公式:I=

。

3.單位:

,符號(hào)是

。

4.矢量性:方向與

相同。

5.物理意義:反映力的作用對(duì)

的積累效應(yīng)。

二、動(dòng)量定理1.內(nèi)容:物體在一個(gè)過(guò)程中所受力的

等于它在這個(gè)過(guò)程始末的

。

2.表達(dá)式:I=

或F(t'-t)=

。

作用時(shí)間

F(t'-t)牛·秒

N·s力的方向時(shí)間沖量動(dòng)量變化量p'-pmv'-mv2

動(dòng)量定理三、動(dòng)量定理的應(yīng)用1.根據(jù)動(dòng)量定理可知F=

,如果物體的動(dòng)量變化一定,那么作用的時(shí)間短(或長(zhǎng)),物體受的力就

。

2.玻璃杯從同樣的高度落到地面或地毯時(shí),在與地面或地毯的相互作用中,兩種情況下初動(dòng)量

,末動(dòng)量

(均為0),動(dòng)量的變化

,但是堅(jiān)硬的地面與杯子的作用時(shí)間

,作用力

些,杯子易碎;柔軟的地毯與杯子的作用時(shí)間

,作用力會(huì)

些,杯子不易碎。

大(或小)相同相同相等短大長(zhǎng)小1.正誤判斷(1)沖量是矢量,恒力的沖量方向與恒力的方向相同。(

)(2)力越大,力對(duì)物體的沖量越大。(

)(3)若物體在一段時(shí)間內(nèi),其動(dòng)量發(fā)生了變化,則物體在這段時(shí)間內(nèi)的合外力一定不為零。(

)(4)物體所受合外力沖量越大,它的動(dòng)量也越大。(

)(5)物體所受合外力沖量的方向與物體動(dòng)量變化量的方向相同。(

)√×解析:決定沖量大小的量還有時(shí)間,若時(shí)間極短,沖量也可能很小?！獭两馕?由動(dòng)量定理可知,物體所受合外力沖量等于動(dòng)量變化量?！?.放在水平桌面上的物體質(zhì)量為m,用一個(gè)大小為F的水平推力推它t秒,物體始終不動(dòng),那么t秒內(nèi),推力對(duì)物體的沖量大小是(

)A.F·t B.mg·tC.0 D.無(wú)法計(jì)算答案:A

解析:根據(jù)沖量的定義,沖量的大小是力與其作用時(shí)間的乘積,與重力無(wú)關(guān),故A項(xiàng)正確。3.(多選)從同樣高度落下的玻璃杯,掉在水泥地上容易打碎,而掉在草地上不容易打碎,其原因是(

)A.掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量大,而掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量小B.掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量改變大,掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量改變小C.掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量改變快,掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量改變慢D.掉在水泥地上的玻璃杯與地面接觸時(shí),相互作用時(shí)間短,而掉在草地上的玻璃杯與地面接觸時(shí),相互作用時(shí)間長(zhǎng)答案:CD問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)對(duì)沖量的理解情境探究1.工人師傅在安裝地板磚時(shí),用橡膠錘子輕輕敲擊地板磚把地板磚安放好,工人師傅為什么用橡膠錘子而不用鐵錘子?為什么要輕輕敲擊地板磚而不是用力敲擊?要點(diǎn)提示:用橡膠錘子敲擊地板磚,可以經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的時(shí)間使速度減小到0,在動(dòng)量變化相同的情況下,地板磚受到的沖擊力小,從而保護(hù)地板磚不被敲破。輕輕敲擊地板磚,錘子的動(dòng)量變化量小,對(duì)地板磚的作用力小,用力敲擊地板磚,錘子的動(dòng)量變化量大,對(duì)地板磚的作用力大,很容易敲碎地板磚。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)2.做一做:將紙條的一端壓在鋼筆帽下,如圖a,用手慢慢拉動(dòng)紙條,會(huì)看到什么現(xiàn)象?如圖b,拉緊紙條,用手向下快速擊打紙條,會(huì)看到什么現(xiàn)象?請(qǐng)解釋原因。要點(diǎn)提示:圖a,用手慢慢拉動(dòng)紙條,可以看到鋼筆帽跟著紙帶移動(dòng)起來(lái)。圖b,拉緊紙條,用手向下快速擊打紙條,紙條從鋼筆帽下抽出,鋼筆帽靜止不動(dòng)。物體動(dòng)量的改變?nèi)Q于外力的沖量大小,鋼筆帽在水平方向受到紙條的摩擦力可近似認(rèn)為兩次相同,第一次作用時(shí)間長(zhǎng),動(dòng)量變化大,鋼筆帽動(dòng);第二次作用時(shí)間短,沖量小,動(dòng)量變化小,鋼筆帽不動(dòng)。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)知識(shí)歸納1.對(duì)沖量的理解(1)沖量是過(guò)程量:沖量描述的是作用在物體上的力對(duì)一段時(shí)間的積累效應(yīng),與某一過(guò)程相對(duì)應(yīng)。(2)沖量是矢量:①在作用時(shí)間內(nèi)力的方向不變時(shí),沖量的方向與力的方向相同;②如果力的方向是變化的,則沖量的方向與相應(yīng)時(shí)間內(nèi)物體動(dòng)量變化量的方向相同。2.沖量的計(jì)算(1)若物體受到恒力的作用,力的沖量的數(shù)值等于力與作用時(shí)間的乘積,沖量的方向與恒力方向一致;(2)若力為同一方向隨時(shí)間均勻變化的力,該力的沖量可以用平均力計(jì)算;(3)若力為一般變力,則不能直接計(jì)算沖量。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)典例剖析例題1如圖所示,在傾角α=37°的斜面上,有一質(zhì)量為5kg的物體沿斜面滑下,物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,求:(1)物體下滑2s的時(shí)間內(nèi),物體所受各力的沖量;(2)合力的沖量。(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)解析:(1)重力的沖量:IG=G·t=mg·t=5×10×2

N·s=100

N·s,方向豎直向下。支持力的沖量:IN=FN·t=mgcos

α·t=5×10×0.8×2

N·s=80

N·s,方向垂直斜面向上。摩擦力的沖量:IFf=Ff·t=μmgcos

α·t=0.2×5×10×0.8×2

N·s=16

N·s,方向沿斜面向上。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)(2)合力的沖量等于各個(gè)力沖量的矢量和,遵循矢量合成的平行四邊形定則。方法1:(利用正交分解法求各個(gè)沖量的矢量和)沿斜面和垂直斜面建立坐標(biāo)系xOy,則Ox軸:各個(gè)力沖量的矢量和Ix=IGsin

α-If=44

N·sOy軸:各個(gè)力沖量的矢量和Iy=IN-IGcos

α=0方法2:(先求合力,若合力為恒力,則I=Ft)合力為F=mgsin

α-μmgcos

α=22

N,方向:沿斜面向下。合力沖量I=Ft=44

N·s,方向與F同向,即沿斜面向下。答案:見(jiàn)解析問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)規(guī)律方法

計(jì)算合力沖量的方法(1)分別計(jì)算各個(gè)力的沖量,然后利用正交分解法或合成法求合力的沖量,這與求合力的方法相同。(2)先求合力,若合力為恒力,則I=Ft。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)變式訓(xùn)練

1如圖所示,一質(zhì)量m=3kg的物體靜止在光滑水平面上,受到與水平方向成60°角的力F作用,F的大小為9N,經(jīng)2s時(shí)間,求:(g取10m/s2)(1)物體重力沖量大小。(2)物體受到的支持力沖量大小。(3)力F的沖量大小。(4)合外力的沖量大小。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)解析:對(duì)物體受力分析如圖所示,則(1)重力的沖量IG=mgt=3×10×2

N·s=60

N·s。(2)支持力的沖量IFN=FNt=(mg-Fsin

60°)t=（3×10-9×）×2

N·s=44.4

N·s。(3)力F的沖量IF=Ft=9×2

N·s=18

N·s。(4)合外力的沖量I合=Fcos

60°·t=9×0.5×2

N·s=9

N·s。答案:(1)60N·s

(2)44.4N·s

(3)18N·s

(4)9N·s問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)對(duì)動(dòng)量定理的理解及應(yīng)用情境探究1.如圖所示,跳高比賽時(shí),在運(yùn)動(dòng)員落地處為什么要放很厚的海綿墊子?要點(diǎn)提示:人落到海綿墊子上時(shí),可經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的時(shí)間使速度減小為零,在動(dòng)量變化相同的情況下,人受到的沖擊力減小,從而對(duì)運(yùn)動(dòng)員起到保護(hù)作用。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)2.如圖所示,光滑水平面上的一個(gè)質(zhì)量為m的物體受到水平恒力F,在力F作用下,經(jīng)過(guò)時(shí)間t,速度從v變?yōu)関',試應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)物體的動(dòng)量變化量Δp與恒力F及作用時(shí)間t的關(guān)系。要點(diǎn)提示:由牛頓第二定律:F=ma,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式:v'-v=at,動(dòng)量變化量Δp=mv'-mv=mat=Ft。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)知識(shí)歸納動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用(1)動(dòng)量定理的表達(dá)式F·Δt=mv'-mv是矢量式,等號(hào)包含了合外力的沖量與動(dòng)量變化量的大小相等、方向相同兩方面的含義。(2)動(dòng)量定理反映了合外力的沖量是動(dòng)量變化的原因。沖量反映了力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng),與物體的初、末動(dòng)量以及某一時(shí)刻的動(dòng)量無(wú)必然聯(lián)系。(3)公式中的F是物體所受的合外力,若合外力是變力,則F應(yīng)是合外力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值。(4)適用對(duì)象:動(dòng)量定理的研究對(duì)象通常為單個(gè)物體或者可以看作整體的物體系統(tǒng)。(5)適用范圍:動(dòng)量定理不僅適用于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng),也適用于微觀物體的高速運(yùn)動(dòng)。不論是變力還是恒力,不論物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線(xiàn)還是曲線(xiàn),動(dòng)量定理都適用。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)典例剖析例題2在撐竿跳高場(chǎng)地落地點(diǎn)鋪有厚厚的海綿墊子的目的是減少運(yùn)動(dòng)員受傷,理由是(

)A.減小沖量,起到安全作用B.減小動(dòng)量變化量,起到安全作用C.墊子的反彈作用使人安全D.減小動(dòng)量變化率,起到安全作用答案:D

解析:跳高運(yùn)動(dòng)員在落地的過(guò)程中,動(dòng)量變化一定,由動(dòng)量定理可知,運(yùn)動(dòng)員受到的沖量I一定,跳高運(yùn)動(dòng)員在跳高時(shí)落到海綿墊上可以延長(zhǎng)著地過(guò)程的作用時(shí)間t,由I=Ft可知,延長(zhǎng)時(shí)間t可以減小運(yùn)動(dòng)員所受到的平均沖力F,即減小動(dòng)量變化率,起到安全作用,故D正確,ABC錯(cuò)誤。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)規(guī)律方法

利用動(dòng)量定理定性分析兩類(lèi)現(xiàn)象(1)物體的動(dòng)量變化量一定時(shí),力的作用時(shí)間越短,力就越大;反之,力就越小。(2)作用力一定時(shí),力的作用時(shí)間越長(zhǎng)(或短),動(dòng)量變化量越大(或小)。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)變式訓(xùn)練

2(多選)如圖所示,把重物G壓在紙帶上,用一水平力緩慢拉動(dòng)紙帶,重物跟著紙帶一起運(yùn)動(dòng),若迅速拉動(dòng)紙帶,紙帶將會(huì)從重物下抽出,解釋這些現(xiàn)象的正確說(shuō)法是(

)A.在緩慢拉動(dòng)紙帶時(shí),重物和紙帶間摩擦力小B.在迅速拉動(dòng)紙帶時(shí),紙帶給重物的摩擦力大C.在緩慢拉動(dòng)紙帶時(shí),紙帶給重物的沖量大D.在迅速拉動(dòng)紙帶時(shí),紙帶給重物的沖量小答案:CD

解析:在緩慢拉動(dòng)紙帶時(shí),重物與紙帶之間是靜摩擦力,在迅速拉動(dòng)紙帶時(shí),它們之間是滑動(dòng)摩擦力,靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力可認(rèn)為近似相等。緩慢拉動(dòng)紙帶時(shí),作用時(shí)間長(zhǎng),摩擦力的沖量大,重物的動(dòng)量變化大,所以重物跟著紙帶一起運(yùn)動(dòng);迅速拉動(dòng)紙帶時(shí),作用時(shí)間短,滑動(dòng)摩擦力的沖量小,重物的動(dòng)量變化小,所以重物幾乎不動(dòng)。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)例題3質(zhì)量m=70kg的撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員從h=5.0m高處落到海綿墊上,經(jīng)Δt1=1s后停止,則該運(yùn)動(dòng)員身體受到的平均沖力約為多少?如果是落到普通沙坑中,經(jīng)Δt2=0.1s停下,則沙坑對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均沖力約為多少?(g取10m/s2)解析:以全過(guò)程為研究對(duì)象,初、末動(dòng)量的數(shù)值都是0,所以運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量變化量為零,根據(jù)動(dòng)量定理,合力的沖量為零,根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的知識(shí),物體下落到地面上所需要的時(shí)間是t=1

s從開(kāi)始下落到落到海綿墊上停止時(shí),mg(t+Δt1)-FΔt1=0代入數(shù)據(jù),解得F=1

400

N下落到沙坑中時(shí),mg(t+Δt2)-F'Δt2=0代入數(shù)據(jù),解得F'=7

700

N。答案:1400N

7700N問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)規(guī)律方法

(1)用動(dòng)量定理解題的基本思路

(2)對(duì)過(guò)程較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),可分段用動(dòng)量定理,也可整個(gè)過(guò)程用動(dòng)量定理。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)變式訓(xùn)練

3高空作業(yè)須系安全帶,如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落,從開(kāi)始跌落到安全帶對(duì)人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運(yùn)動(dòng))。此后經(jīng)歷時(shí)間t安全帶達(dá)到最大伸長(zhǎng),若在此過(guò)程中該作用力始終豎直向上,則該段時(shí)間安全帶對(duì)人的平均作用力大小為(

)答案:A

解析:設(shè)作業(yè)人員下落h時(shí)的速度為v,根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得v2=2gh。對(duì)于安全帶伸長(zhǎng)到最長(zhǎng)過(guò)程,設(shè)豎直向上為正方向,根據(jù)動(dòng)量定理得Ft-mgt=0-(-mv),解以上兩式可得

+mg,選項(xiàng)A正確。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)1.從某高處落下一個(gè)雞蛋,分別落到棉絮上和水泥地上,下面結(jié)論正確的是(

)A.落到棉絮上的雞蛋不易破碎,是因?yàn)樗膭?dòng)量變化小B.落到水泥地上的雞蛋易碎,是因?yàn)樗艿降臎_量大C.落到棉絮上的雞蛋不易破碎,是因?yàn)樗膭?dòng)量變化率大D.落到水泥地上的雞蛋易碎,是因?yàn)樗膭?dòng)量變化快答案:D

解析:落到棉絮上的雞蛋不易碎,而落到水泥地上的雞蛋易碎,不是其動(dòng)量大小和沖量大小的原因,而是其動(dòng)量變化快,所受的沖力大造成的,故只有D正確。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)2.(多選)古時(shí)有“守株待兔”的寓言,設(shè)兔子的頭部受到大小等于自身重力的打擊力時(shí)即可致死。若兔子與樹(shù)樁發(fā)生碰撞,作用時(shí)間為0.2s,則被撞死的兔子的奔跑速度可能是(g取10m/s2)(

)A.1m/s B.1.5m/sC.2m/s D.2.5m/s答案:CD

解析:根據(jù)題意建立模型,設(shè)兔子與樹(shù)樁的撞擊力為F,兔子撞擊后速度為零,根據(jù)動(dòng)量定理有Ft=mv,所以

=gt=10×0.2

m/s=2

m/s,即兔子奔跑的速度至少為2

m/s。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)3.質(zhì)量為1kg的物體做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),其速度圖像如圖所示。則物體在前10s內(nèi)和后10s內(nèi)所受合力的沖量分別是

(

)A.10N·s,10N·s B.10N·s,-10N·sC.0,10N·s D.0,-10N·s答案:D

解析:根據(jù)動(dòng)量定理,物體所受合力的沖量等于其動(dòng)量的變化量。故0~10

s內(nèi),v1=5

m/s,v2=5

m/s,則Δp1=0,所以I1=0;10~20

s內(nèi),v3=5

m/s,v4=-5

m/s,故Δp2=mv4-mv3=[1×(-5)-1×5]

kg·m/s=-10

kg·m/s=-10

N·s,選項(xiàng)D正確。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)4.高空墜物極易對(duì)行人造成傷害,若一個(gè)50g的雞蛋從一居民樓的25層墜下,與地面的碰撞時(shí)間約為2ms,則該雞蛋對(duì)地面產(chǎn)生的沖擊力約為(

)A.10N B.102N C.103N D.104

N答案:C

解析:不考慮空氣阻力的影響,設(shè)雞蛋落地速度為v,有mgh=,每層樓高約3

m,則h=24×3

m=72

m,設(shè)豎直向上為正方向,對(duì)雞蛋沖擊地面過(guò)程,由于沖擊時(shí)間很短,所以忽略雞蛋重力的沖量,根據(jù)動(dòng)量定理,有Ft=0-(-mv),解得F=949

N,即雞蛋對(duì)地面的沖擊力約為103

N,選項(xiàng)C正確。習(xí)題課:動(dòng)量定理的應(yīng)用問(wèn)題一問(wèn)題二問(wèn)題三當(dāng)堂檢測(cè)變力沖量的分析與計(jì)算情境探究質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在半徑為r的圓周上以角速度ω做勻速圓周運(yùn)動(dòng),關(guān)于向心力在半個(gè)周期

內(nèi)的沖量大小,某同學(xué)認(rèn)為I=Ft,F=mω2r,則I=mω2rT。你認(rèn)為該同學(xué)的解答是否正確?如果不正確,錯(cuò)在哪里?要點(diǎn)提示:不正確

向心力是變力,其沖量不等于Ft。根據(jù)動(dòng)量定理可知,向心力的沖量等于質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量變化,即I=2mωr。問(wèn)題一問(wèn)題二問(wèn)題三當(dāng)堂檢測(cè)知識(shí)歸納變力沖量的求解思路1.若變力方向不變,大小隨時(shí)間均勻變化,則其沖量等于平均力與時(shí)間的乘積。2.若已知變力F-t圖像,則圖像與坐標(biāo)軸所圍“面積”的大小等于其沖量。3.若為一般變力,根據(jù)動(dòng)量定理,求出該力作用下物體動(dòng)量的變化Δp,等效代換得出。問(wèn)題一問(wèn)題二問(wèn)題三當(dāng)堂檢測(cè)典例剖析例題1如圖所示,懸掛于豎直彈簧下端的小球質(zhì)量為m,運(yùn)動(dòng)速度的大小為v,方向向下。經(jīng)過(guò)時(shí)間t,小球的速度大小為v,方向變?yōu)橄蛏稀：雎钥諝庾枇?重力加速度為g,求該運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,小球所受彈簧彈力沖量的大小。解析:取向上為正方向,對(duì)小球,根據(jù)動(dòng)量定理得mv-(-mv)=I且I=(-mg)t解得IF=t=2mv+mgt答案:2mv+mgt問(wèn)題一問(wèn)題二問(wèn)題三當(dāng)堂檢測(cè)規(guī)律方法

等效替代是物理學(xué)中重要的思維之一,在難以求解某些物理量時(shí),可以考慮用其等效物理量替代。如用合力替代分力,用動(dòng)量的變化替代合力的沖量,用動(dòng)能變化替代合力的功等。問(wèn)題一問(wèn)題二問(wèn)題三當(dāng)堂檢測(cè)變式訓(xùn)練

1質(zhì)量均為m的兩個(gè)小球A、B,中間用一輕質(zhì)彈簧相連,通過(guò)細(xì)繩懸掛于一點(diǎn),剪斷繩子兩球從靜止下落,經(jīng)過(guò)時(shí)間t,小球A的速度達(dá)到v1,試求此時(shí)B球的速度v2大小。解析:取A、B及彈簧組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,在下落過(guò)程中系統(tǒng)受到的外力是F合外=(mA+mB)g=2mg。系統(tǒng)初始狀態(tài)的動(dòng)量p1=0,末狀態(tài)的動(dòng)量p2=mv1+mv2。由動(dòng)量定理得2mgt=mv1+mv2,故此時(shí)B球的速度大小v2=2gt-v1。答案:2gt-v1問(wèn)題一問(wèn)題二問(wèn)題三當(dāng)堂檢測(cè)動(dòng)量定理在流體中的應(yīng)用情境探究利用高壓水流射落煤層的采煤方法,具有產(chǎn)量大、效率高等優(yōu)勢(shì)。假設(shè)高壓采煤水槍出水口的截面積為S,水的密度為ρ,水的射速為v,射到煤層上后,水的速度立即變?yōu)榱恪樵龃笏畬?duì)煤層的沖力,則應(yīng)改變哪些因素?要點(diǎn)提示:設(shè)在極短的時(shí)間Δt內(nèi),從水槍射出的水的質(zhì)量為Δm,則Δm=ρSvΔt。以Δm為研究對(duì)象,它在Δt時(shí)間內(nèi)動(dòng)量變化為:Δp=Δm(0-v)=-ρSv2Δt。設(shè)FN為水對(duì)煤層的沖力,FN'為煤層對(duì)水的反沖力,以FN'的方向?yàn)檎较?根據(jù)動(dòng)量定理(忽略水的重力)有:FN'Δt=Δp=-ρv2SΔt。解得FN'=-ρSv2,根據(jù)牛頓第三定律知FN=-FN',所以FN=ρSv2,為增大FN,應(yīng)增大水的射出速度、出水口的截面積S。問(wèn)題一問(wèn)題二問(wèn)題三當(dāng)堂檢測(cè)知識(shí)歸納“流體圓柱”模型連續(xù)流體(液體或氣體)與物體作用問(wèn)題的解決關(guān)鍵是選取怎樣的研究對(duì)象。流體與物體作用時(shí),“一層層”流體的速度變?yōu)榱悴⑸㈤_(kāi),因此,可以選取很短時(shí)間Δt內(nèi)噴出的水為研究對(duì)象,噴出時(shí)的速度均為v0,并且把水看作圓柱形物體,其底面積為S,圓柱高為v0Δt。問(wèn)題一問(wèn)題二問(wèn)題三當(dāng)堂檢測(cè)典例剖析例題2某游樂(lè)園入口旁有一噴泉,噴出的水柱將一質(zhì)量為M的卡通玩具穩(wěn)定地懸停在空中。為計(jì)算方便起見(jiàn),假設(shè)水柱從橫截面積為S的噴口持續(xù)以一定的速度豎直向上噴出;玩具底部為平板(面積略大于S);水柱沖擊到玩具底板后,在豎直方向水的速度變?yōu)榱?在水平方向朝四周均勻散開(kāi)。忽略空氣阻力,已知水的密度為ρ,重力加速度大小為g。求噴出的水的速度v0。

問(wèn)題一問(wèn)題二問(wèn)題三當(dāng)堂檢測(cè)解析:設(shè)Δt時(shí)間內(nèi),從噴口噴出的水的質(zhì)量為Δm,則Δm=ρΔV=ρv0SΔt①設(shè)水對(duì)玩具的作用力的大小為F,根據(jù)牛頓第三定律可知,玩具對(duì)水的作用力大小也為F。設(shè)豎直向上為正方向,根據(jù)動(dòng)量定理,對(duì)質(zhì)量為Δm的水,有-FΔt=-Δmv0②由于玩具在空中懸停,由力的平衡條件得F=Mg③問(wèn)題一問(wèn)題二問(wèn)題三當(dāng)堂檢測(cè)技巧點(diǎn)撥

解決此類(lèi)“流體施力問(wèn)題”的關(guān)鍵是選取研究對(duì)象,構(gòu)建“流體圓柱”模型,并能結(jié)合題意表示其質(zhì)量。問(wèn)題一問(wèn)題二問(wèn)題三當(dāng)堂檢測(cè)變式訓(xùn)練

2宇

宙

飛

船在太空飛行時(shí),如果遇到微隕石云,會(huì)受到較大的阻力。微隕石云是太空中游離的物質(zhì)微粒比較集中的區(qū)域。已知宇

宙

飛

船沿運(yùn)行方向的橫截面積為S,運(yùn)行速度為v,微隕石云的平均密度為ρ,設(shè)宇

宙

飛

船接觸到的微隕石最后都附著在飛

船上,求宇

宙

飛

船在穿越微隕石云過(guò)程中所受阻力F的大小。解析:時(shí)間t內(nèi)微隕石的總質(zhì)量m=ρSvt;時(shí)間t內(nèi)飛船增加的動(dòng)量Δp=mv=ρSv2t;由動(dòng)量定理可得:Ft=Δp計(jì)算得出阻力大小F=ρSv2答案:ρSv2問(wèn)題一問(wèn)題二問(wèn)題三當(dāng)堂檢測(cè)動(dòng)量定理與動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用情境探究在水平道路上行駛的汽車(chē),在遇到前方有障礙物時(shí),需要及時(shí)剎車(chē)。若汽車(chē)剎車(chē)后車(chē)輪被抱死,則從剎車(chē)到汽車(chē)停止行駛時(shí)間、行駛路程與哪些因素有關(guān)?有何關(guān)系?

問(wèn)題一問(wèn)題二問(wèn)題三當(dāng)堂檢測(cè)知識(shí)歸納動(dòng)量定理與動(dòng)能定理的區(qū)別和聯(lián)系問(wèn)題一問(wèn)題二問(wèn)題三當(dāng)堂檢測(cè)典例剖析例題3在水平地面的右端B處有一面墻,一小物塊放在水平地面上的A點(diǎn),質(zhì)量m=0.5kg,AB間距離s=5m,如圖所示。小物塊以初速度v0=8m/s從A向B運(yùn)動(dòng),剛要與墻壁碰撞時(shí)的速度v1=7m/s,碰撞后以速度v2=6m/s反向彈回。重力加速度g取10m/s2。求:(1)小物塊從A向B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度a的大小;(2)小物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;(3)若碰撞時(shí)間t=0.05s,碰撞過(guò)程中墻面對(duì)小物塊平均作用力F的大小。問(wèn)題一問(wèn)題二問(wèn)題三當(dāng)堂檢測(cè)解析:(1)從A到B過(guò)程是勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),根據(jù)速度位移公式,有:可得:μ=0.15;(3)對(duì)碰撞過(guò)程,規(guī)定向左為正方向,由動(dòng)量定理,有:FΔt=mv2-m(-v1)可得F=130

N。答案:(1)1.5m/s2

(2)0.15

(3)130N問(wèn)題一問(wèn)題二問(wèn)題三當(dāng)堂檢測(cè)規(guī)律方法

動(dòng)量是力對(duì)時(shí)間積累的效果,動(dòng)能是力對(duì)空間積累的效果,因此,動(dòng)量定理、動(dòng)能定理是解決物理問(wèn)題的兩條重要思路,當(dāng)問(wèn)題中涉及碰撞、沖擊、力作用時(shí)間時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮動(dòng)量定理;當(dāng)問(wèn)題中涉及功、能、力作用位移或路程時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮動(dòng)能定理。問(wèn)題一問(wèn)題二問(wèn)題三當(dāng)堂檢測(cè)1.物體在恒定的合力F作用下做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),在時(shí)間Δt1內(nèi)速度由0增大到v,在時(shí)間Δt2內(nèi)速度由v增大到2v。設(shè)F在Δt1內(nèi)做的功是W1,沖量是I1;在Δt2內(nèi)做的功是W2,沖量是I2。那么(

)A.I1<I2,W1=W2 B.I1<I2,W1<W2C.I1=I2,W1=W2 D.I1=I2,W1<W2答案:D

解析:在Δt1時(shí)間內(nèi),I1=FΔt1=mv=Δp1,在Δt2時(shí)間內(nèi)I2=FΔt2=2mv-mv=mv=Δp1,所以I1=I2。因?yàn)?/p>

所以W1<W2,故D項(xiàng)正確。問(wèn)題一問(wèn)題二問(wèn)題三當(dāng)堂檢測(cè)2.在光滑水平面上,原來(lái)靜止的物體在水平力F作用下,經(jīng)過(guò)時(shí)間t后,動(dòng)量為p,動(dòng)能為Ek;若該物體在此光滑水平面上由靜止出發(fā),仍在水平力F的作用下,則經(jīng)過(guò)時(shí)間2t后物體的(

)A.動(dòng)量為4p B.動(dòng)量為

pC.動(dòng)能為4Ek D.動(dòng)能為2Ek答案:C

問(wèn)題一問(wèn)題二問(wèn)題三當(dāng)堂檢測(cè)3.使用高壓水槍作為切割機(jī)床的切刀具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),得到廣泛應(yīng)用,如圖所示,若水柱截面為S,水流以速度v垂直射到被切割的鋼板上之后水速減為零,已知水的密度為ρ,則水對(duì)鋼板的沖力大小為(

)答案:B

解析:設(shè)t時(shí)間內(nèi)有V體積的水打在鋼板上,則這些水的質(zhì)量為m=ρV=ρSvt,以這部分水為研究對(duì)象,它受到鋼板的作用力為F,以水運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较?由動(dòng)量定理有:Ft=0-mv,即F=-=-ρSv2,負(fù)號(hào)表示水受到的作用力的方向與水運(yùn)動(dòng)的方向相反;由牛頓第三定律可以知道,水對(duì)鋼板的沖擊力大小也為ρSv2,故B項(xiàng)正確。問(wèn)題一問(wèn)題二問(wèn)題三當(dāng)堂檢測(cè)4.如圖所示,質(zhì)量為m的小球距輕彈簧的上端為h,小球自由下落一段時(shí)間后與彈簧接觸,它從接觸彈簧開(kāi)始到彈簧被壓縮到最短的過(guò)程中持續(xù)時(shí)間為t,求小球從接觸彈簧到壓縮到最短的過(guò)程中彈簧的彈力對(duì)小球的沖量大小。解析:設(shè)小球從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到接觸彈簧用時(shí)t1,根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律,有設(shè)彈簧的彈力對(duì)小球的沖量為I,豎直向上為正方向,從小球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到彈簧被壓縮到最短的過(guò)程,根據(jù)動(dòng)量定理,有-mg(t1+t)+I=0。一、相互作用的兩個(gè)物體的動(dòng)量改變?nèi)鐖D,在光滑水平桌面上做勻速運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體A、B,質(zhì)量分別是m1和m2,沿同一直線(xiàn)向同一方向運(yùn)動(dòng),速度分別是v1和v2,v2>v1。當(dāng)B追上A時(shí)發(fā)生碰撞。碰撞后A、B的速度分別是v1'、v2'。碰撞過(guò)程中A所受B對(duì)它的作用力是F1,B所受A對(duì)它的作用力是F2。碰撞時(shí),兩個(gè)物體之間的作用時(shí)間很短,為Δt。探究碰撞前后,A、B兩物體的動(dòng)量之和的關(guān)系及其滿(mǎn)足的條件。3

動(dòng)量守恒定律【理論探究】根據(jù)動(dòng)量定理,對(duì)物體A,有F1Δt=

對(duì)物體B,有F2Δt=

。

根據(jù)牛頓第三定律

,兩個(gè)物體碰撞過(guò)程中的每個(gè)時(shí)刻相互作用力F1與F2大小相等、方向相反,故有

。

【結(jié)論】當(dāng)兩個(gè)相互作用的物體在所受外部對(duì)它們的

的情況下

守恒。

二、系統(tǒng)、內(nèi)力和外力1.系統(tǒng):由兩個(gè)(或多個(gè))相互作用的物體構(gòu)成的整體。2.內(nèi)力:系統(tǒng)中

的作用力。

3.外力:

的物體施加給系統(tǒng)內(nèi)物體的力。

m1v1'-m1v1m2v2'-m2v2F1=-F2

m1v1'+m2v2'=m1v1+m2v2作用力的矢量和為0動(dòng)量物體間系統(tǒng)以外三、動(dòng)量守恒定律1.內(nèi)容:如果一個(gè)系統(tǒng)

,或者

,這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。

2.條件:(1)系統(tǒng)

或者

。

(2)系統(tǒng)

時(shí),外力的作用可以忽略,系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,如碰撞、爆炸系統(tǒng)。

3.表達(dá)式:m1v1+m2v2=

(兩個(gè)物體作用前后動(dòng)量和相等)。

四、動(dòng)量守恒定律的普適性動(dòng)量守恒定律不僅適用于宏觀、低速物體組成的系統(tǒng),也適用于

、

組成的系統(tǒng)。

不受外力所受外力的矢量和為0不受外力所受外力的合力為零外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力m1v1'+m2v2'高速微觀粒子1.正誤判斷(1)某個(gè)力是內(nèi)力還是外力是相對(duì)的,與系統(tǒng)的選取有關(guān)。(

)(2)一個(gè)系統(tǒng)初、末狀態(tài)動(dòng)量大小相等,即動(dòng)量守恒。(

)(3)系統(tǒng)動(dòng)量守恒也就是系統(tǒng)的動(dòng)量變化量為零。(

)(4)在相互作用且動(dòng)量守恒的某系統(tǒng)內(nèi),一個(gè)物體的動(dòng)量增加時(shí),另一個(gè)物體的動(dòng)量一定減少,系統(tǒng)的總動(dòng)量不變。(

)(5)只要系統(tǒng)內(nèi)存在摩擦力,動(dòng)量就不可能守恒。(

)(6)只要系統(tǒng)所受到合外力的沖量為零,動(dòng)量就守恒。(

)√×解析:動(dòng)量守恒是指系統(tǒng)初末狀態(tài)的動(dòng)量的大小相等、方向相同?！獭两馕?不能這樣理解,只能說(shuō)系統(tǒng)內(nèi)各物體動(dòng)量變化量的矢量和為零?！两馕?人在船上走,系統(tǒng)動(dòng)量守恒。

√2.下列說(shuō)法正確的是(

)A.若系統(tǒng)總動(dòng)量為零,則組成系統(tǒng)的每個(gè)物體的動(dòng)量都為零B.動(dòng)量守恒定律和牛頓第二定律的適用范圍一樣C.子彈射入放在光滑水平面上的木塊中,子彈與木塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒D.子彈射入緊靠墻角的木塊中,子彈與木塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒答案:C

解析:若系統(tǒng)總動(dòng)量為零,則組成系統(tǒng)的物體的動(dòng)量的矢量和為零,每個(gè)物體的動(dòng)量可以都為零,也可以都不為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;動(dòng)量守恒定律適用于宏觀、低速物體,微觀、高速粒子,而牛頓第二定律只適用于宏觀、低速物體,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;選項(xiàng)C中,子彈與木塊的作用力為內(nèi)力,重力與支持力平衡,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,選項(xiàng)C正確;選項(xiàng)D中,子彈射入木塊過(guò)程中,墻對(duì)木塊有彈力,即系統(tǒng)所受合外力不為0,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)對(duì)動(dòng)量守恒定律的理解情境探究在光滑的水平面上有一輛平板車(chē),一個(gè)人站在車(chē)上用大錘敲打車(chē)的左端,如圖所示。在連續(xù)的敲打下,這輛車(chē)能持續(xù)地向右運(yùn)動(dòng)嗎?說(shuō)明理由。要點(diǎn)提示:當(dāng)把錘頭打下去時(shí),錘頭向右擺動(dòng),系統(tǒng)總動(dòng)量要為零,車(chē)就向左運(yùn)動(dòng);舉起錘頭時(shí),錘頭向左運(yùn)動(dòng),車(chē)就向右運(yùn)動(dòng)。用錘頭連續(xù)敲擊時(shí),車(chē)只是左右運(yùn)動(dòng),一旦錘頭不動(dòng),車(chē)就會(huì)停下來(lái),所以車(chē)不能持續(xù)向右運(yùn)動(dòng)。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)知識(shí)歸納1.對(duì)動(dòng)量守恒定律的理解(1)研究對(duì)象:兩個(gè)或兩個(gè)以上相互作用的物體組成的系統(tǒng)。(2)對(duì)系統(tǒng)“總動(dòng)量保持不變”的理解①系統(tǒng)的總動(dòng)量指系統(tǒng)內(nèi)各物體動(dòng)量的矢量和,總動(dòng)量不變指的是系統(tǒng)的總動(dòng)量的大小和方向都不變。②系統(tǒng)在整個(gè)過(guò)程中任意兩個(gè)時(shí)刻的總動(dòng)量都相等,不能誤認(rèn)為只是初、末兩個(gè)狀態(tài)的總動(dòng)量相等。③系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變,但系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體的動(dòng)量可能都在不斷變化。(3)條件性:應(yīng)用時(shí)一定要判斷系統(tǒng)是否滿(mǎn)足動(dòng)量守恒的條件。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)(4)矢量性:表達(dá)式是一個(gè)矢量式,如果各物體相互作用前后的動(dòng)量的方向在同一直線(xiàn)上,要選取正方向,將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。否則,按照平行四邊形定則進(jìn)行動(dòng)量及其變化的運(yùn)算。(5)相對(duì)性:系統(tǒng)中各物體在相互作用前后的動(dòng)量,必須相對(duì)于同一慣性系,各物體的速度通常均為相對(duì)于地面的速度。(6)同時(shí)性:系統(tǒng)的初動(dòng)量(或末動(dòng)量)必須是各物體在相互作用前(或后)同一時(shí)刻的動(dòng)量之和。(7)普適性:適用于兩個(gè)或多個(gè)物體組成的系統(tǒng);適用于宏觀低速物體或微觀高速粒子組成的系統(tǒng)。2.動(dòng)量守恒定律的條件(1)F合外=0(嚴(yán)格條件);(2)F內(nèi)遠(yuǎn)大于F外(近似條件);(3)某方向上合力為0,在這個(gè)方向上動(dòng)量守恒。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)典例剖析例題1(多選)如圖所示,光滑水平面上兩小車(chē)中間夾一壓縮了的輕彈簧,兩手分別按住玩具小車(chē),使它們靜止,對(duì)兩車(chē)及彈簧組成的系統(tǒng),下列說(shuō)法中正確的是(

)A.兩手同時(shí)放開(kāi)后,系統(tǒng)總動(dòng)量始終為零B.先放開(kāi)左手,后放開(kāi)右手,此后動(dòng)量不守恒C.先放開(kāi)左手,后放開(kāi)右手,總動(dòng)量向左D.無(wú)論是否同時(shí)放手,只要兩手都放開(kāi)后,在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程中,系統(tǒng)總動(dòng)量都保持不變,但系統(tǒng)的總動(dòng)量不一定為零問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)答案:ACD

解析:當(dāng)兩手同時(shí)放開(kāi)時(shí),系統(tǒng)的合外力為零,所以系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,又因?yàn)殚_(kāi)始時(shí)總動(dòng)量為零,故系統(tǒng)總動(dòng)量始終為零,選項(xiàng)A正確;先放開(kāi)左手,左邊的小車(chē)就向左運(yùn)動(dòng),當(dāng)再放開(kāi)右手后,系統(tǒng)所受合外力為零,故系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,放開(kāi)右手時(shí)總動(dòng)量方向向左,放開(kāi)右手后總動(dòng)量方向也向左,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C、D正確。技巧點(diǎn)撥

分析動(dòng)量是否守恒,首先要明確所研究的系統(tǒng),分清外力和內(nèi)力。如果外力矢量和為0,則系統(tǒng)的動(dòng)量守恒。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)變式訓(xùn)練

1(多選)如圖所示,A、B兩物體質(zhì)量之比mA∶mB=3∶2,原來(lái)靜止在平板小車(chē)C上,A、B間有一根被壓縮的彈簧,地面光滑。當(dāng)兩物體被同時(shí)釋放后,則(

)A.若A、B與平板車(chē)上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,則A、B組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒B.若A、B與平板車(chē)上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,則A、B、C組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒C.若A、B所受的摩擦力大小相等,則A、B組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒D.若A、B所受的摩擦力大小相等,則A、B、C組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)答案:BCD

解析:若μA=μB,但mA∶mB=3∶2,故FfA∶FfB=3∶2,A、B組成的系統(tǒng)合外力不為零,所以A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,A項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)FfA=FfB時(shí),A、B組成的系統(tǒng)合外力為零,動(dòng)量守恒,C項(xiàng)正確;當(dāng)把A、B、C作為系統(tǒng)時(shí),由于地面光滑,故不論A、B與C之間摩擦力大小情況如何,系統(tǒng)受到的合外力均等于0,所以A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,故B、D項(xiàng)正確。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用情境探究《三國(guó)演義》“草船借箭”中(如圖所示),若草船的質(zhì)量為m1,每支箭的質(zhì)量為m,草船以速度v1返回時(shí),對(duì)岸士兵萬(wàn)箭齊發(fā),n支箭同時(shí)射中草船,箭的速度皆為v,方向與船行方向相同,且v>v1。由此,草船的速度會(huì)增加嗎?這種現(xiàn)象如何解釋?(不計(jì)水的阻力)要點(diǎn)提示:增加。草船與箭組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。根據(jù)m1v1+nmv=(m1+nm)v1'知v1'>v1。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)知識(shí)歸納1.動(dòng)量守恒定律不同表達(dá)式的含義(1)p=p':系統(tǒng)相互作用前的總動(dòng)量p等于相互作用后的總動(dòng)量p'。(2)Δp1=-Δp2:相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng),一個(gè)物體的動(dòng)量變化量與另一個(gè)物體的動(dòng)量變化量大小相等、方向相反。(3)Δp=0:系統(tǒng)總動(dòng)量增量為零。(4)m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2':相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng),作用前的動(dòng)量和等于作用后的動(dòng)量和。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)2.爆炸類(lèi)問(wèn)題中動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用(1)物體間的相互作用突然發(fā)生,作用時(shí)間極短,爆炸產(chǎn)生的內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力(如重力、空氣阻力等),此種情況下可以利用動(dòng)量守恒定律求解。(2)由于爆炸過(guò)程中物體間相互作用的時(shí)間極短,作用過(guò)程中物體的位移很小,因此可認(rèn)為此過(guò)程物體位移不發(fā)生變化。

動(dòng)量守恒定律的研究對(duì)象是相互作用的物體組成的系統(tǒng)。系統(tǒng)的動(dòng)量是否守恒,與選擇哪幾個(gè)物體作為系統(tǒng)和分析哪一段運(yùn)動(dòng)過(guò)程有直接關(guān)系。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)典例剖析例題2如圖所示,質(zhì)量mB=1kg的平板小車(chē)B在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向左勻速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)t=0時(shí),質(zhì)量mA=2kg的小鐵塊A以v2=2m/s的解析:A在小車(chē)上相對(duì)小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)時(shí),A、B將以共同的速度運(yùn)動(dòng),設(shè)此時(shí)的速度為v,取v1的方向?yàn)檎较?由動(dòng)量守恒定律得-mAv2+mBv1=(mA+mB)v代入數(shù)據(jù)可解得v=-1

m/s。負(fù)號(hào)表示v的方向與v1方向相反,即向右。答案:1m/s

向右速度水平向右滑上小車(chē),A與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2。若A最終沒(méi)有滑出小車(chē),g取10m/s2。求:A在小車(chē)上相對(duì)小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)時(shí),小車(chē)的速度大小和方向。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)規(guī)律方法

應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的解題步驟(1)確定相互作用的系統(tǒng)為研究對(duì)象;(2)分析研究對(duì)象所受的外力;(3)判斷系統(tǒng)是否符合動(dòng)量守恒條件;(4)規(guī)定正方向,確定初、末狀態(tài)動(dòng)量的正、負(fù)號(hào);(5)根據(jù)動(dòng)量守恒定律列式求解。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)變式訓(xùn)練

2甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員在做花樣滑冰表演,沿同一直線(xiàn)相向運(yùn)動(dòng),速度大小都是1m/s。甲、乙相遇時(shí)用力推對(duì)方,此后都沿各自原方向的反方向運(yùn)動(dòng),速度大小分別為1m/s和2m/s。求甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量之比。

答案:3∶2問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)1.關(guān)于系統(tǒng)動(dòng)量守恒的條件,下列說(shuō)法正確的是(

)A.只要系統(tǒng)所受的合外力為零,系統(tǒng)動(dòng)量就守恒B.系統(tǒng)中所有物體的加速度為零時(shí),系統(tǒng)的總動(dòng)量不一定守恒C.只要系統(tǒng)內(nèi)存在摩擦力,系統(tǒng)動(dòng)量就不可能守恒D.只要系統(tǒng)中的物體具有加速度,系統(tǒng)動(dòng)量就不守恒答案:A

解析:根據(jù)動(dòng)量守恒定律的條件可知,只要系統(tǒng)所受的合外力為零,系統(tǒng)動(dòng)量就守恒,故A正確;系統(tǒng)中所有物體的加速度為零時(shí),系統(tǒng)所受的合外力為零,即系統(tǒng)的總動(dòng)量一定守恒,B錯(cuò)誤;若系統(tǒng)內(nèi)存在摩擦力,而系統(tǒng)所受的合外力為零,系統(tǒng)的動(dòng)量仍然守恒,C錯(cuò)誤;系統(tǒng)中的物體具有加速度時(shí),系統(tǒng)的動(dòng)量也可能守恒,比如碰撞過(guò)程,兩個(gè)物體的速度都改變,都有加速度,系統(tǒng)的動(dòng)量卻守恒,D錯(cuò)誤。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)2.在某次冰壺投擲中,中國(guó)隊(duì)的冰壺運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后以0.4m/s的速度與對(duì)方的靜止冰壺發(fā)生正碰,碰后對(duì)方的冰壺以0.3m/s的速度向前滑行。若兩冰壺質(zhì)量相等,規(guī)定向前運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?則碰后中國(guó)隊(duì)冰壺獲得的速度為(

)A.-0.1m/s B.-0.7m/sC.0.1m/s D.0.7m/s答案:C

解析:根據(jù)動(dòng)量守恒定律有mv0=mv對(duì)+mv中,代入數(shù)據(jù),解得v中=0.1

m/s。故選C。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)3.如圖所示,質(zhì)量為m0的小船在靜止水面上以速率v0向右勻速行駛,一質(zhì)量為m的救生員站在船尾,相對(duì)小船靜止。若救生員以相對(duì)水面速率v水平向左躍入水中,則救生員躍出后小船的速率為(

)答案:C

解析:小船和救生員組成的系統(tǒng)滿(mǎn)足動(dòng)量守恒,(m0+m)v0=m·(-v)+m0v',解得v'=v0+,故C項(xiàng)正確,A、B、D項(xiàng)均錯(cuò)。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)4.甲、乙兩個(gè)玩具小車(chē)在光滑水平面上沿同一直線(xiàn)相向運(yùn)動(dòng),它們的質(zhì)量和速度大小分別為m1=0.5kg,v1=2m/s,m2=3kg,v2=1m/s。兩小車(chē)相碰后,乙車(chē)的速度減小為v2'=0.5m/s,方向不變,則甲車(chē)的速度v1'=

,方向

。

解析:設(shè)碰前甲車(chē)運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较?。?duì)兩車(chē)組成的系統(tǒng),由于在光滑的水平面上運(yùn)動(dòng),作用在系統(tǒng)上的水平方向的外力為零,故由動(dòng)量守恒定律有m1v1-m2v2=m1v1'-m2v2'得v1'=-1

m/s。負(fù)號(hào)表示甲車(chē)在相碰后速度的方向與乙車(chē)的速度方向相同。答案:-1m/s

方向與乙車(chē)的速度方向相同一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒。二、實(shí)驗(yàn)原理在一維碰撞(碰撞前后物體都在同一直線(xiàn)上運(yùn)動(dòng))的情況下,令兩個(gè)物體的質(zhì)量分別為m1、m2,碰撞前的速度分別為v1、v2,碰撞后的速度分別為v1'、v2',如果速度的方向與設(shè)定的坐標(biāo)軸的正方向一致,取正值,反之則取負(fù)值。測(cè)出m1、m2,v1、v2,v1'、v2',若m1v1+m2v2=

,那么碰撞中動(dòng)量守恒。

m1v1'+m2v2'

4

實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律三、參考案例1

研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒1.實(shí)驗(yàn)中物理量的測(cè)量(1)質(zhì)量的測(cè)量:用

測(cè)量質(zhì)量。

(2)速度的測(cè)量:利用公式v=,式中Δx為滑塊(擋光片)的寬度,Δt為計(jì)時(shí)器顯示的滑塊(擋光片)經(jīng)過(guò)光電門(mén)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間。(3)利用在滑塊上

的方法改變碰撞物體的質(zhì)量。

天平

增加重物2.實(shí)驗(yàn)方法

(1)用細(xì)線(xiàn)將彈簧片壓縮,放置于兩個(gè)滑塊之間,并使它們靜止,然后燒斷細(xì)線(xiàn),彈簧片彈開(kāi)后落下,兩個(gè)滑塊隨即向相反方向運(yùn)動(dòng)(圖甲)。(2)在兩滑塊相碰的端面上裝上彈性碰撞架(圖乙),可以得到能量損失很小的碰撞。(3)在兩個(gè)滑塊的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥,碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥中,把兩個(gè)滑塊連成一體運(yùn)動(dòng)(圖丙),這樣可以得到能量損失很大的碰撞?！緦?shí)驗(yàn)器材】氣墊導(dǎo)軌(含氣泵)、光電計(jì)時(shí)器、滑塊(帶擋光板、兩個(gè))、彈簧片(或彈簧)、細(xì)繩、彈性碰撞架、撞針、橡皮泥?！緦?shí)驗(yàn)步驟】(1)用

測(cè)出兩滑塊的質(zhì)量,用___________

測(cè)出滑塊上擋光片的寬度。

(2)安裝好氣墊導(dǎo)軌,調(diào)節(jié)導(dǎo)軌下面的調(diào)節(jié)旋鈕,直到水平儀中的氣泡位于

,此時(shí)導(dǎo)軌水平。

(3)接通氣泵的電源,向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣。(4)(按照實(shí)驗(yàn)方案(2))把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間,使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮筋后釋放滑塊1。(5)記錄滑塊1通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t1,碰后滑塊1和滑塊2依次通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t1'、t2。天平

毫米刻度尺中央【數(shù)據(jù)處理】結(jié)論:

。

【注意事項(xiàng)】(1)氣墊導(dǎo)軌是一種精度較高的現(xiàn)代化儀器,切忌振動(dòng)、重壓,嚴(yán)防碰傷和劃傷,絕對(duì)禁止在不通氣的情況下將滑塊在軌面上滑動(dòng)。(2)調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)要利用水平儀確保導(dǎo)軌

。

碰撞前兩滑塊的動(dòng)量之和等于碰撞后兩滑塊的動(dòng)量之和水平四、參考案例2

研究斜槽末端小球碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒[實(shí)驗(yàn)中物理量的測(cè)量]如圖所示,質(zhì)量較大的小球從斜槽上固定位置滾下來(lái),跟放在斜槽末端的另一質(zhì)量較小的球發(fā)生碰撞后都做

運(yùn)動(dòng)。由平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)可知,各小球落地的

相等。這樣如果用小球的飛行時(shí)間作時(shí)間單位,那么小球飛出的

在數(shù)值上就等于它的水平速度。因此,只要分別測(cè)出兩小球的質(zhì)量m1、m2和不放被碰小球時(shí)入射小球在空中飛出的水平距離OP,以及入射小球與被小球碰撞后在空中飛出的水平距離OM和ON,若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)m1OP=

,就驗(yàn)證了小球組成的系統(tǒng)碰撞前后總動(dòng)量守恒。

平拋時(shí)間水平距離m1OM+m2ON【實(shí)驗(yàn)器材】斜槽、鉛垂線(xiàn)、大小相等而質(zhì)量不等的小球兩個(gè)、白紙、復(fù)寫(xiě)紙、刻度尺、圓規(guī)、三角板、天平?！緦?shí)驗(yàn)步驟】(1)用

測(cè)出兩小球的質(zhì)量,并選定質(zhì)量大的小球?yàn)槿肷湫∏颉?/p>

(2)按照?qǐng)D所示,安裝實(shí)驗(yàn)裝置。調(diào)整固定斜槽,應(yīng)使斜槽末端

,即在水平槽上放置小球,小球能夠保持靜止,說(shuō)明槽口末端水平。

(3)在水平地面上適當(dāng)位置鋪放白紙,在白紙上鋪放復(fù)寫(xiě)紙,記下

所指的位置O。

(4)不放被碰小球,讓入射小球從斜槽上某固定高度滾下,重復(fù)10次。用盡可能小的

把所有的小球落點(diǎn)圈在里面,_______

P就是小球落點(diǎn)的平均位置。

天平水平鉛垂線(xiàn)圓圓心(5)把被碰小球放在斜槽末端,讓入射小球從

高度滾下,使它們發(fā)生碰撞,重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次。用步驟(4)的方法,標(biāo)出碰后入射小球落點(diǎn)的平均位置M和被碰小球的落點(diǎn)的平均位置N。如圖所示。

(6)連接ON,測(cè)量線(xiàn)段OP、OM、ON的長(zhǎng)度。將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表中。同一【數(shù)據(jù)處理】記錄分析結(jié)論:

。

【注意事項(xiàng)】(1)斜槽末端點(diǎn)的切線(xiàn)要水平。(2)入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量。(3)每次入射小球在斜槽上同一高度自由滾下。(4)白紙鋪好后不能移動(dòng)。碰撞前兩小球的動(dòng)量之和等于碰撞后兩小球的動(dòng)量之和正誤判斷1.氣墊導(dǎo)軌使用前須調(diào)節(jié)到水平狀態(tài)。(

)2.在氣墊導(dǎo)軌上放滑塊前,須先給導(dǎo)軌通壓縮空氣。(

)3.滑塊通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度大小等于擋光片的寬度與擋光時(shí)間的比。(

)4.利用斜槽驗(yàn)證動(dòng)量守恒時(shí),斜槽末端不需要調(diào)整到水平。(

)√√√×解析:只有斜槽末端水平,才能保證小球碰前或碰后做平拋運(yùn)動(dòng),進(jìn)而用水平射程替代速度。5.利用斜槽驗(yàn)證動(dòng)量守恒時(shí),入射小球的質(zhì)量可以小于被碰小球的質(zhì)量。(

)6.利用斜槽驗(yàn)證動(dòng)量守恒時(shí),兩小球碰后的速度大小可以用它們做平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離替代。(

)×解析:為保證入射小球碰后不反彈,其質(zhì)量須大于被碰小球的質(zhì)量?！虇?wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)實(shí)驗(yàn)原理與操作典例剖析例題1某同學(xué)用如圖所示裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證碰撞過(guò)程中的動(dòng)量守恒,圖中PQ是斜槽,QR為水平槽。實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開(kāi)始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡。重復(fù)上述操作10次,得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,讓A球仍從位置G由靜止開(kāi)始滾下,和B球碰撞后,A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡,重復(fù)這種操作10次。圖中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn),B球落點(diǎn)痕跡如圖所示,其中刻度尺水平放置,且平行于G、R、O所在的平面,刻度尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為

cm。

(2)在以下選項(xiàng)中,本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量是