新教材2025版高中物理第一章動量守恒定律1.動量學(xué)生用書新人教版選擇性必修第一冊

1.動量新課程標準核心素養(yǎng)目標1.理解動量2．會通過試驗尋求碰撞中的不變量物理觀念(1)了解生產(chǎn)生活中的各種碰撞現(xiàn)象(2)知道動量概念及其單位科學(xué)思維(1)會計算動量的變更量(2)相識動量是描述物體運動狀態(tài)的物理量，深化運動與相互作用的觀念科學(xué)探究經(jīng)驗尋求碰撞中不變量的過程，體會探究過程中猜想、推理和證據(jù)的重要性必備學(xué)問·自主學(xué)習(xí)——突出基礎(chǔ)性素養(yǎng)夯基一、尋求碰撞中的不變量1.尋求碰撞中的不變量所用的試驗器材有氣墊導(dǎo)軌、________、小車、數(shù)字計數(shù)器、________等．2．本試驗所說的“碰撞前”是指即將________碰撞的那一________，“碰撞后”是指碰撞________的那一時刻．3．分析總結(jié)試驗的數(shù)據(jù)，計算兩輛小車碰撞前后的動能之和________相等，但是質(zhì)量與速度的乘積之和基本________．二、動量1．定義：物理學(xué)中把質(zhì)量和速度的乘積mv定義為物體的動量，用字母p表示2．表達式：p＝mv3．單位：在SI制中是________，符號是________．4．方向：動量是矢量，動量的方向與速度的方向________．5．動量變更量假如物體沿直線運動，即動量始終保持在同一條________上，在選定________之后，動量的運算就可以簡化成代數(shù)運算．即動量的變更量Δp＝p2－p1.【思索辨析】推斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”．(1)動量的方向與物體的速度方向相同．()(2)物體的質(zhì)量越大，動量肯定越大．()(3)物體的動量相同，其動能肯定也相同．()(4)物體的動量變更，其速度大小肯定變更．()(5)物體的運動狀態(tài)變更，其動量肯定變更．()(6)動量越大，動量變更量也越大．()情境思索：水上兩個電動碰碰船正面相碰，假設(shè)兩船的速度大小相等，碰后質(zhì)量大的船和質(zhì)量小的船哪個簡單反彈？提示：質(zhì)量小的船簡單反彈，因為質(zhì)量小的船質(zhì)量與速度的乘積?。P(guān)鍵實力·合作探究——突出綜合性素養(yǎng)形成探究點一試驗：尋求碰撞中的不變量探究總結(jié)1.利用等長懸線懸掛大小相等的小球?qū)崿F(xiàn)—維碰撞(1)測質(zhì)量：用天平測出兩個小球的質(zhì)量．(2)安裝：把兩個大小相等的小球用等長懸線懸掛起來．(3)試驗：一個小球靜止，拉起另一個小球，釋放后它們相碰．(4)測速度：可以測量小球被拉起使其擺線伸直與豎直方向的夾角，從而計算出碰撞前對應(yīng)小球的速度；測量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后小球的速度．(5)變更條件：變更碰撞條件，重復(fù)試驗．(6)探究一維碰撞中的不變量．2．利用小車碰撞試驗—維碰撞(1)測質(zhì)量：用天平測出兩小車的質(zhì)量．(2)安裝：將打點計時器固定在光滑桌面的一端，把紙帶穿過打點計時器，連在小車A的后面，在兩輛小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥．(3)試驗：讓小車A運動，小車B靜止，讓它們相碰．(4)測速度：可以通過紙帶測出兩小車碰撞前后的速度．(5)變更條件：變更碰撞條件，重復(fù)試驗．(6)探究一維碰撞中的不變量．典例示范例1(多選)關(guān)于用等長懸線懸掛相同小球進行一維碰撞的試驗，下列說法正確的是()A．懸掛兩球的懸線長度要適當，且等長B．由靜止釋放小球以便較精確地計算小球碰前的速度C．兩小球必需都是剛性球，且質(zhì)量相同D兩小球碰后可以粘在一起共同運動．課堂筆記例2某同學(xué)設(shè)計了一個用打點計時器做“探究碰撞中的不變量”的試驗，在小車甲的前端粘有橡皮泥，設(shè)法使小車甲做勻速直線運動，然后與原來靜止的小車乙相碰并粘在一起接著做勻速運動，如下圖所示．在小車甲的后面連著紙帶，打點計時器的頻率為50Hz.(1)若已得到打點紙帶如下圖所示，并測得各計數(shù)點間的距離．則應(yīng)選圖中________段來計算小車甲碰前的速度，應(yīng)選________段來計算小車甲和乙碰后的速度．(2)已測得小車甲的質(zhì)量m甲＝0.40kg，小車乙的質(zhì)量m乙＝0.20kg，則由以上結(jié)果可得碰前m甲v甲＋m乙v乙＝________kg·m/s，碰后m甲v′甲＋m乙v′乙＝________kg·m/s.(3)從試驗數(shù)據(jù)的處理結(jié)果來看，小車甲、乙碰撞的過程中，可能哪個物理量是不變的？課堂筆記針對訓(xùn)練1如下圖所示，在水平光滑軌道上停著甲、乙兩輛試驗小車，甲車上系有一穿過打點計時器的紙帶，當甲車獲得水平向右的速度時，隨即啟動打點計時器．甲車運動一段距離后，與靜止的乙車發(fā)生正碰并粘在一起運動，紙帶記錄下碰撞前甲車和碰撞后兩車的運動狀況，如圖乙所示．電源頻率為50Hz，則碰撞前甲車速度大小為________m/s，碰撞后兩車的共同速度大小為________m/s.探究點二動量及動量變更的理解探究總結(jié)1.動量的特點(1)矢量性：物體某一時刻動量的方向與這一時刻速度的方向相同．(2)瞬時性：動量是狀態(tài)量，是針對某一時刻或某一位置而言的，當物體做變速運動時，應(yīng)明確是哪一時刻或哪一位置的動量．(3)相對性：由于速度與參考系的選擇有關(guān)，故動量與參考系的選擇有關(guān)，通常以地球(即地面)為參考系．2．對動量變更量Δp的理解(1)動量的變更量Δp＝p2－p1是矢量計算式，同一條直線上動量變更量的計算要選取正方向，代入正負號進行計算．(2)動量變更量Δp是矢量，Δp的大小與動量本身的大小無關(guān)，Δp的方向可能與初動量的方向相同、相反或不在同一條直線上．典例示范例3關(guān)于物體的動量，下列說法中正確的是()A．運動物體在任一時刻的動量方向肯定是該時刻的速度方向B．物體的動能若不變，則動量肯定不變C．動量變更的方向肯定和末動量的方向相同D動量越大的物體，其慣性也越大．課堂筆記例4質(zhì)量為0.1kg的小球從1.25m高處自由落下，與地面碰撞后反彈回0.8m高處．取豎直向下為正方向，g取10m/s2.求：(1)小球與地面碰前瞬間的動量；(2)小球與地面碰撞過程中動量的變更．課堂筆記思維方法求解動量變更的方法求解動量的變更則應(yīng)選擇同一正方向，明確初、末態(tài)動量．對于同始終線上的動量變更的計算利用公式Δp＝mv2－mv1求解．針對訓(xùn)練2如圖所示，質(zhì)量為0.5kg的彈性小球以大小為v＝4m/s的水平向左的速度與墻壁發(fā)生碰撞，碰后小球以原來大小的速度反向運動，求碰撞過程中小球動量的變更．課堂檢測·素養(yǎng)提升——突出創(chuàng)新性素養(yǎng)達標1.關(guān)于物體的動量，下列說法中正確的是()A．運動物體在隨意時刻的動量方向，肯定與該時刻的速度方向相同B．物體的動能不變，其動量肯定不變C．動量越大的物體，其速度肯定越大D．物體的動量越大，其慣性也越大2．[2024·北京十二中學(xué)檢測](多選)關(guān)于速度、動量和動能，下列說法正確的是()A．物體的速度發(fā)生變更，其動能肯定發(fā)生變更B．物體的動量發(fā)生變更，其動能肯定發(fā)生變更C．物體的速度發(fā)生變更，其動量肯定發(fā)生變更D．物體的動能發(fā)生變更，其動量肯定發(fā)生變更3．如圖所示，一個質(zhì)量為0.18kg的壘球，以25m/s的水平速度向左飛向球棒，被球棒打擊后反向水平飛回，速度大小變?yōu)?5m/s，則這一過程中動量的變更量為()A．大小為3.6kg·m/s，方向向左B．大小為3.6kg·m/s，方向向右C．大小為12.6kg·m/s，方向向左D．大小為12.6kg·m/s，方向向右4．利用氣墊導(dǎo)軌進行“探究碰撞中的不變量”這一試驗，如圖所示，其中圖甲兩滑塊分別裝有彈性圈，圖乙兩滑塊分別裝有撞針和橡皮泥．(1)分別用甲、乙兩圖的試驗裝置進行試驗，碰撞時圖________所示的裝置動能損失較小．(2)某次試驗時取圖乙A、B兩滑塊勻速相向滑動并發(fā)生碰撞，測得碰撞前A、B的速度大小分別為vA＝2m/s，vB＝4m/s，碰撞后A、B以共同的速度v＝0.8m/s運動，方向與碰撞前A的運動方向相同，A、B的質(zhì)量分別用mA、mB表示，以A運動方向為正方向，則此驗證的表達式為________；mA∶mB＝________．1．動量必備學(xué)問·自主學(xué)習(xí)一、1．光電門天平2．發(fā)生時刻剛結(jié)束3．并不不變二、3．千克米每秒kg·m/s4．相同5．直線坐標軸的方向思索辨析答案：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×關(guān)鍵實力·合作探究探究點一【例1】【解析】A對：懸線等長才能保證兩球正碰，以減小試驗誤差．B對：計算碰撞前速度時用到了mgh＝mv2C錯：本試驗中對小球的彈性無要求，且質(zhì)量可以不同．D對：兩球正碰后，有多種運動狀況．【答案】ABD【例2】【解析】(1)因為小車甲與乙碰撞前、后都做勻速運動，且碰后小車甲與乙粘在一起，其共同速度比小車甲原來的速度?。罁?jù)紙帶上的數(shù)據(jù)可知，AB段應(yīng)包含加速過程，BC段才是碰前勻速運動階段；CD段包含相碰過程，DE段則是碰后勻速運動階段，所以，應(yīng)選BC段計算小車甲碰前的速度，選DE段計算小車甲和乙碰后的速度．(2)由題圖可知，碰前小車甲的速度和碰后小車甲、乙的共同速度分別為v甲＝10.50×10-20.02×5m/s＝1.05m/s，v′甲故碰撞前：m甲v甲＋m乙v乙＝0.40×1.05kg·m/s＋0.20×0kg·m/s＝0.420kg·m/s，碰撞后：m甲v′甲＋m乙v′乙＝(m甲＋m乙)v′甲＝(0.40＋0.20)×0.695kg·m/s＝0.417kg·m/s.(3)數(shù)據(jù)處理表明m甲v甲＋m乙v乙≈m甲v′甲＋m乙v′乙，即在試驗誤差允許的范圍內(nèi)，小車甲、乙碰撞前后總的質(zhì)量與速度的乘積mv是不變的．【答案】(1)BCDE(2)0.4200.417(3)mv針對訓(xùn)練1解析：由題圖知，碰撞前甲車速度大小為v甲＝1.20×碰撞后甲、乙兩車一起運動的速度大小為v共＝0.80×答案：0.60.4探究點二【例3】【解析】A對：動量和速度都是矢量，由物體的動量p＝mv可知，運動物體在任一時刻的動量的方向肯定是該時刻的速度方向．B錯：物體的動能若不變，則物體的速度大小不變，但速度方向可以變更．因此動量可以變更．C錯：動量變更量的方向與末動量的方向可能相同，也可能不同．D錯：質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，而物體的動量p＝mv取決于質(zhì)量與速度大小的乘積，因此動量大的物體慣性不肯定大．【答案】A【例4】【解析】(1)小球從1.25m高處自由落下碰地前瞬間的速度v1＝2gh所以小球與地面碰前瞬間的動量p1＝mv1＝0.1×5kg·m/s＝0.5kg·m/s，方向豎直向下．(2)取豎直向下為正方向，小球碰地后瞬間的速度為v2＝－2gh則小球與地面碰撞過程中動量的變更為Δp＝mv2－mv1＝[0.1×(－4)－0.1×5]kg·m/s＝－0.9kg·m/s，負號表示方向豎直向上．【答案】(1)0.5kg·m/s，方向豎直向下(2)0.9kg·m/s，方向豎直向上針對訓(xùn)練2解析：小球的初末動量在一條直線上，可以在直線坐標的狀況下把矢量運算變?yōu)榇鷶?shù)運算．取水平向右的方向為正方向，碰撞前速度方向向左，故其動量為p1＝mv1＝0.5×(－4)kg·m/s＝－2kg·m/s碰撞后小球的速度方向向右，則其動量為p2＝mv2＝0.5×4kg·m/s＝2kg·m/s碰撞過程動量的變更為Δp＝p2－p1＝2kg·m/s－(－2kg·m/s)＝4kg·m/s即碰撞過程中小球的動量的變更量為4kg·m/s.由于Δp＞0，動量變更量的方向水平向右．答案：4kg·m/s，方向水平向右課堂檢測·素養(yǎng)提升1．解析：A對：動量具有瞬時性，任一時刻物體動量的方向都為該時刻物體的速度方向．B錯：若速度方向變更，大小不變，則動能不變，但動量發(fā)生了變更．C錯：物體動量的大小由物體質(zhì)量及速度大小共同確定，不是由物體的速度唯一確定的．D錯：慣性由物體質(zhì)量確定，物體的動量越大，其質(zhì)量并不肯定越大．答案：A2．解析：A、B錯：速度是矢量，動能是標量，動量是矢量，當物體做勻速圓周運動時，速度大小不變，速度方向在變更，動量變更，動能不變．C對：依據(jù)p＝mv可知，只要速度發(fā)生變更，動量就肯定發(fā)生變更，D對：假如動能發(fā)生變更，則說明速度大小發(fā)生變更，則動量肯定發(fā)生變更．答案：CD3