内容正文:
第一章 动量守恒定律
课时1 动量
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第一章 动量守恒定律
5A新学案 物理 · 选择性必修第一册
必备知识·记忆理解
速度之和
质量和速度的乘积之和
动能之和
地面
mv
千克米每秒
kg·m/s
相同
直线
正方向
C
D
关键能力·分析应用
BC
DE
0.420
C
A
大大减小因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差
使两个滑块的碰撞是一维的
0.50
0.10
0.60
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第一章 动量守恒定律
5A新学案 物理 · 选择性必修第一册
核心
目标
1. 经历寻求碰撞中不变量的过程,掌握碰撞前、后速度的测量方法,能得出不变量的表达式.
2. 认识动量,知道动量概念及其单位,会计算动量变化量,理解动量与动能的关系.
要点笔记
要点1 寻求碰撞中的不变量
1. 实验表明,如图所示的碰撞中,碰撞前后的不变量并不是____________.
2. 如图所示,在水平滑轨上,用一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车,碰撞后两辆小车粘在一起运动,分析表明,碰撞前后的不变量也不是____________,但两小车的________________________基本不变.
要点2 动量
1. 定义:物理学中把质量和速度的乘积定义为物体的动量,用字母p表示.
动量是动力学中反映物体运动状态的物理量,是状态量.在谈及动量时,应明确是物体在哪个时刻或哪个状态所具有的动量.动量表达式中的速度一般是以________为参考系的.
2. 表达式:p=___________.
3. 单位:国际单位制单位是________________,符号是________________.
4. 方向:动量是矢量,动量的方向与速度的方向________.
5. 动量变化量:如果物体沿直线运动,即动量始终保持在同一条________上,在选定__________之后,动量变化量的运算就可以简化成代数运算,即动量的变化量Δp=p2-p1.
基础内化
1. (2022·江苏马坝高级中学)下列关于动量的说法中正确的是( )
A. 质量大的物体动量大
B. 速度大的物体动量大
C. 动量的方向与速度的方向相同
D. 动量的方向可能与速度方向相反
解析:物体的动量等于质量与其速度的乘积,即p=mv,质量m大,如果速度较小,则动量较小,A错误;如果速度v大而质量m很小,则动量不一定大,B错误;动量的方向与速度的方向相同,C正确,D错误.
2. (2022·福建莆田第二十五中学)质量为 5 kg 的小球以5 m/s的速度竖直落到地板上,随后以3 m/s的速度反向弹回.若取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化为( )
A. 10 kg·m/s
B. -10 kg·m/s
C. 40 kg·m/s
D. -40 kg·m/s
解析:小球动量的变化Δp=(-3-5)m/s×5kg=-40kg·m/s,故选D.
分类悟法
考向1 碰撞中的不变量的理解
1.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v′1、v′2,实验和理论都证明,碰撞中的不变量是动量之和,即:m1v1+m2v2=m1v′1+m2v′2.碰撞前后动能之和只有在特殊情况下是相等的,故不能算是碰撞中的不变量.
2.考查分析:主要是准确测量和计算碰撞前与碰撞后的速度v1、v2、v′1、v′2.除气垫导轨结合光电门、单摆结合机械能守恒两种外,速度的测量的常见方案还有纸带结合打点计时器等.
(2022·安徽芜湖期末)如图甲,长木板的一端垫有小木块,可以微调木板的倾斜程度以平衡摩擦力,使小车在木板上做匀速直线运动.小车P前端贴有橡皮泥,后端连一打点计时器纸带,接通打点计时器电源后,让小车P以某速度做匀速直线运动,与置于木板上静止的小车Q相碰并粘在一起,继续做匀速直线运动.打点计时器电源频率为50 Hz,得到的纸带如图乙所示,已将各计数点之间的距离标在图上.
甲 乙
(1) 图中数据有AB、BC、CD、DE四段,计算小车P碰撞前的速度大小,则应选________段;计算小车P和Q碰后的速度大小应选________段.(均填“AB”“BC”“CD”或“DE”)
(2) 测得小车P的质量m1=0.4 kg,小车Q的质量m2=0.2 kg,根据纸带数据,碰前两小车的总动量大小为________kg·m/s(计算结果保留三位有效数字).
解析:(1) 接通打点计时器电源后,推动小车P由静止开始运动,故小车有个加速过程,在碰撞前做匀速直线运动,即在相同的时间内通过的位移相同,BC段为匀速运动的阶段,故选B