第一章 第1节 动量-2021-2022学年新教材高中物理选择性必修1【创新教程】五维课堂同步教师用书（人教版）

第1节　动量 素养目标 知识图解 物理观念 (1)明确探究碰撞中的不变量的基本思路 (2)掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前、后的速度的测量方法及数据处理的方法 (3)理解动量和动量的变化量的概念 科学思维 (1)会计算一维情况下的动量变化量 (2)关注实验，从实验得到科学的结论 科学探究 寻求碰撞中的不变量 [基础梳理] [知识点一]　寻求碰撞中的不变量 [案例1]　质量不同小球的碰撞 如图所示，使C球质量大于B球质量，用手拉起C球至某一高度后放开，撞击静止的B球．仔细观察后会发现：质量大、速度较小的C球，使质量小的B球获得较大的速度． 实验现象猜想：(1)两个物体碰撞前、后可能动能之和不变，所以质量小的速度大；(2)两个物体碰撞前后可能速度与质量乘积之和不变． [案例2]　利用气垫导轨探究一维碰撞中的不变量 实验装置如图所示． 为了研究水平方向的一维碰撞，气垫导轨必须调水平． (1)质量的测量：用天平测量滑块的质量． (2)速度的测量：利用公式v＝，式中Δx为滑块上挡光片的宽度，Δt为数字计时器显示的挡光片经过光电门的时间． 实验结论：此实验中两滑块碰撞前后动能之和并不相等，但是质量和速度的乘积之和基本不变． [知识点二]　动量 1．动量 (1)定义：物体质量与其速度的乘积叫动量，即p＝　mv　. (2)单位：国际单位制单位是　千克米每秒　，符号是　kg·m/s　. (3)动量是矢量，其方向跟速度的方向　相同　. 2．动量的变化量 (1)动量的变化量公式：Δp＝p2－p1＝　mv2－mv1　＝　mΔv　. (2)矢量性：其方向与　Δv　的方向相同． (3)如果物体在一条直线上运动，分析计算Δp以及判断Δp的方向时，可选定一个正方向，将　矢量　运算转化为　代数　运算． [自我检测] 1．思维辨析 (1)“寻求碰撞中的不变量”实验中的不变量是系统中物体各自的质量与速度的乘积之和．( √ ) (2)动量的方向与物体的速度方向相同．( √ ) (3)物体的质量越大，动量一定越大．( × ) (4)物体的动量相同，其动能一定也相同．( × ) 2．基础理解 (1) (多选)在用如图所示的装置做探究碰撞中的不变量实验时，实验条件是(　　) A．斜槽轨道必须是光滑的 B．斜槽轨道末端的切线是水平的 C．入射球每一次都要从同一高度由静止滚下 D．碰撞的瞬间，入射球和被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行 解析：BCD　[探究碰撞中的不变量实验，要求入射小球每次到槽口时，具有相同的速度，所以应从槽上同一位置滚下，但斜槽不需要光滑，选项A错误，选项C正确；由于碰撞前、后要求小球均做平抛运动，且抛物线在同一平面，选项B、D正确．] (2)关于物体的动量，下列说法中正确的是(　　) A．运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向 B．物体的动能若不变，则动量一定不变 C．动量变化量的方向一定和动量的方向相同 D．动量越大的物体，其惯性也越大 解析：A　[动量和速度都是矢量，由物体的动量p＝mv可知运动物体在任一时刻的动量的方向一定是该时刻的速度方向，故A正确；物体的动能若不变，则物体的速度大小不变，但速度方向可能改变，因此动量可以改变，故B错误；动量变化量的方向与动量的方向不一定相同，故C错误；质量是惯性大小的唯一量度，而物体的动量(p＝mv)大小取决于质量与速度大小的乘积，因此动量大的物体惯性不一定大，故D错误．] 寻求碰撞中的不变量 ◆[探究导引] 2021年4月30日至5月9日，2021年女子冰壶世锦赛在加拿大卡尔加里举办，冰壶是一项技巧运动，也是一项传统运动．观看一场真实地体现冰壶运动精神且享有悠久历史盛誉的传统比赛项目也是一件乐事．你能寻找出两冰壶碰撞过程中的不变量吗？ 提示：能，两冰壶碰撞过程中的不变量可能是mv，也可能是mv2，还可能是等． ◆[探究归纳] 1．实验探究的基本思路 (1)碰撞中的特殊情况——一维碰撞 两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这条直线运动．高中阶段仅限于用一维碰撞进行研究． 在一维碰撞的情况下，与物体运动有关的物理量只有物体的质量和速度，因此实验要测量物体的质量和速度． (2)寻找碰撞中的不变量 ①碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们寻找的“不变量”． ②必须在多种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们寻找的“不变量”． ③猜想： 在一维碰撞的情况下，设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前的速度分别为v1、v2，碰撞后的速度分别为v1′、v2′.如果速度与规定的正方向一致，则速度取正值，否则取负值． (ⅰ)碰撞中的不变量可能是质量与速度的乘积，那么就相应验证：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′. (ⅱ)碰撞中的不变量可