第1课 动量 -2023-2024学年高二物理（人教版2019）（原卷版）

第1课动量学习目标学习目标课程标准学习目标理解动量，体会自然界的和谐与统一。1．利用试验寻求碰撞中的不变量。2．理解动量及其变化，区分动能与动量。3．渗透物理学方法的教育，体会科学探究的要素。002预习导学（一）课前阅读：在激烈的橄榄球赛场上，一个较瘦弱的运动员携球奔跑时迎面碰上了高大牢固的对方运动员，自己被碰倒在地，而对方却几乎不受影响．这说明运动物体产生的效果不仅与速度有关，而且与质量有关．碰撞是常见的现象，以宏观、微观现象为例，从生产、生活中的现象（包括试验现象）中提出争辩的问题----碰撞前后是否有什么物理量保持不变？（二）基础梳理一、寻求碰撞中的不变量（一）质量不同的两小球碰撞1、速度之和？2、动能之和？3、速度与质量的乘积之和？（二）两小车碰撞1、速度之和不相等2、动能之和并不相等3、速度与质量的乘积之和【概念连接】速度、动能、速度与质量的乘积【拓展补充】为何要引入动量这个概念？【即学即练】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”的试验；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肯定数量的小孔，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，使滑块稳定地漂移在导轨上，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。(1)下面是试验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调整气垫导轨的调整旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨通人压缩空气；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，调整打点计时器的高度，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；⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较抱负的纸带如下图所示：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；试完善试验步骤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缘由是___________________________。【微点拨】误差分为偶然误差与系统误差二、动量1.定义：物体的与的乘积．2.表达式：。3.单位：；符号：。4.特征：动量是量（填“状态量”或者“过程量”），是（填“标量”或者“矢量”），其方向和的方向相同．【概念连接】速度、动能、动量【拓展补充】区分动能与动量【即学即练】高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动．在启动阶段，列车的动能()A．与它所经受的时间成正比B．与它的位移成正比C．与它的速度成正比 D．与它的动量成正比【微点拨】动能是标量，动量是矢量三、动量的变化1.动量的变化量Δp是，其方向与速度的转变量Δv的方向．2.动量的变化量Δp，也称为动量的增量．即Δp＝。【概念连接】动量变化、速度变化都是矢量【拓展补充】留意方向的处理【即学即练】2018年俄罗斯世界杯足球竞赛中,一足球运动员踢一个质量为0.4kg的足球。甲(1)若开头时足球的速度是4m/s,方向向右,踢球后,球的速度变为10m/s,方向仍向右(如图甲所示),则足球的初动量p=,方向,足球的末动量p'=,方向;在这一过程中足球动量的转变量Δp=,方向。

乙(2)若足球以10m/s的速度撞向球门门柱,然后以3m/s的速度反向弹回(如图乙所示),则这一过程中足球的动量转变量是,方向。

【微点拨】一维问题，一般规定正方向，用正负号表示方向。（三）预习作业1．某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的试验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动．然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，连续做匀速运动，他设计的具体装置如图所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．(1)若已得到打点纸带如下图所示，并将测得的各计数点间距离标在图上，A点是运动起始的第一点，则应选________段来计算A的碰前速度，应选_______段来计算A和B碰后的共同速度(以上两格填“AB’’或“BC"或“CD"或"DE”)．(2)已测得小车A的质量m1=0．40kg，小车B的质量m2=0．20kg，由以上测量结果可得：碰前mAvA+mBvB=_____kg·m／s；碰后mAvA’+mBvB’=______kg·m／s．并比较碰撞前后两个小车质量与速度的乘积之和是否相等．2．下列说法正确的是()A．动量为零时，物体肯定处于平衡状态B．动能不变，物体的动量肯定不变C．物体所受合外力不变时，其动量肯定不变D．物体受到恒力作用也可能做曲线运动003探究提升环节一寻求碰撞中的不变量，生疏动量思考：1．质量不同的两个小球碰撞过程中，猜想什么物理量可能不变？2．两小车碰撞过程中，由试验数据分析，什么物理量在误差范围内保持不变？环节二探究动量的特点问题探究1：“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，人的动量，（填“先增大后减小”或者“始终增大”）人的动能，（填“先增大后减小”或者“始终增大”）加速度等于零时(即绳对人的拉力等于人所受的重力时)，动量和动能（填“最大”或者“最小”）．环节三探究动量的变化问题探究2：在没有空气阻力的条件下，在距地面高为h，同时以相等初速度v0分别平抛、竖直上抛、竖直下抛一质量相等的物体m，当它们从抛出到落地时，比较它们的动量的增量Δp，有()A．平抛过程较大 B．竖直上抛过程最大C．竖直下抛过程较大 D．三者一样大问题探究问题探究3：（多选）质量为2kg的小球自塔顶由静止开头下落，不考虑空气阻力的影响，g取10m/s2，下列说法中正确的是()A．2s末小球的动能为40JB．2s末小球的动量大小为40kg·m/sC．2s内小球动量的变化量大小为20kg·m/sD．2s内重力的平均功率为200W004体系构建碰撞中的守恒量——动量（矢量、状态量）——动量变化（过程量）005记忆清单一、动量★学习聚焦：动量的两性①瞬时性：动量是描述物体运动状态的物理量，是针对某一时刻或位置而言的。②相对性：动量的大小与参考系的选取有关，通常是指相对地面的动量。二、动量与动能★学习聚焦：动量与动能的比较动量动能物理意义描述机械运动状态的物理量定义式p＝mvEk＝eq\f(1,2)mv2标矢性矢量标量变化因素物体所受合力的冲量外力所做的功大小关系p＝eq\r(2mEk)Ek＝eq\f(p2,2m)对于给定的物体，若动能发生了变化，动量肯定也发生了变化；而动量发生变化，动能不肯定发生变化。它们都是相对量，均与参考系的选取有关，高中阶段通常选取地面为参考系三、动量的变化★学习聚焦：留意方向的处理00601强化训练1、一个质量是0.2kg的钢球，以2m/s的速度水平向右运动，遇到一块坚硬的大理石后被弹回，沿着同始终线以2m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？2、一个质量是0.2kg的钢球，以2m/s的速度斜射到坚硬的大理石板上，入射的角度是45º，碰撞后被斜着弹出，弹出的角度也是45º，速度大小仍为2m/s，用作图法求出钢球动量变化大小和方向？3．（多选）关于动量和动能，下列说法中错误的是()A．做变速运动的物体，动能肯定不断变化B．做变速运动的物体，动量肯定不断变化C．合外力对物体做功为零，物体动能的增量肯定为零D．合外力对物体做功为零，物体动量的增量肯定为零4、推断题(1)物体质量不变时，运动的速度变化，其动量肯定变化．()(2)做匀速圆周运动的物体动量不变．()(3)动量越大的物体，其速度越大。()(4)物体的动量越大，其惯性也越大。()5.羽毛球是速度较快的球类运动之一，运动员扣杀羽毛球的速度可达到100m/s，假设球飞来的速度为50m/s，运动员将球以100m/s的速度反向击回．设羽毛球的质量为10g，试求：(1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量；(2)运动员击球过程中羽毛球的动能变化量．6．关于动量，以下说法正确的是()A．做匀速圆周运动的质点，其动量不随时间发生变化B．悬线拉着的摆球在竖直面内摇摆时，每次经过最低点时的动量均相同C．