第一章 动量守恒定律 章末小结与质量评价（课件PPT）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理选择性必修第一册（人教版2019 江苏专用）

一、知识体系建构——理清物理观念 1 二、综合考法融会——强化科学思维 [典例1]　一个铁球，从静止状态由10 m高处自由下落，不计空气阻力，然后陷入泥潭中，从进入泥潭到静止用时0.4 s，该铁球的质量为336 g，求(g取10 m/s2)： (1)从开始下落到进入泥潭前，重力对小球的冲量大小； (2)从进入泥潭到静止，泥潭对小球的冲量大小； (3)泥潭对小球的平均作用力的大小。 动量、冲量、动量定理 [融会贯通] 1．动量与冲量的大小和方向 2．动量定理和动能定理的比较 相同点 ①动量定理和动能定理都注重初、末状态而不注重过程，不仅适用于恒力，而且也适用于随时间而变化的力。 ②不仅适用于单个物体，也适用于物体系统；研究的过程可以是整个过程也可以是某一过程。 ③动能定理和动量定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动。 续表 [对点训练] 一物块静止在粗糙水平地面上，0～4 s内所受水平拉力随时间的变化关系图像如图甲所示，0～2 s内速度随时间变化的图像如图乙所示。重力加速度g＝10 m/s2，关于物块的运动。下列说法正确的是 (　 ) A．前4 s内拉力的冲量为0 B．前4 s内物块的位移大小为6 m C．第4 s末物块的速度为0 D．前4 s内拉力做的功为8J 答案：C [典例2]　 如图所示，光滑水平直轨道上有三个质量均为m 的物块A、B、C。B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)。设A以速度v0朝B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中， (1)整个系统损失的机械能； (2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。 [解析]　(1)从A压缩弹簧到A与B具有相同速度v1时，对A、B与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得 mv0＝2mv1　 ① 弹性碰撞与非弹性碰撞的对比分析 [融会贯通] 1．碰撞的分类及特点 2．碰撞和爆炸的比较 比较项目 爆炸 碰撞 相同点 过程特点 都是物体间的相互作用突然发生，相互作用的力为变力，作用时间很短，平均作用力很大，且远大于系统所受的外力，所以可以认为碰撞、爆炸过程中系统的总动量守恒 能量情况 都满足能量守恒，总能量保持不变 不同点 动能、机械能情况 有其他形式的能转化为动能，动能会增加，机械能不守恒 弹性碰撞时动能不变，非弹性碰撞时动能要损失，动能转化为内能，动能减少，机械能不一定守恒 [对点训练] 1. 如图所示，用不可伸长轻绳将物块a悬挂在O点：初始时，轻绳 处于水平拉直状态。现将a由静止释放，当物块a下摆至最低点 时，恰好与静止在水平面上的物块b发生弹性碰撞(碰撞时间极短)，碰撞后b滑行的最大距离为s。已知b的质量是a的3倍。b与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，求： (1)碰撞后瞬间物块b速度的大小； (2)轻绳的长度。 2．一质量为m的烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空。当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为E，且均沿竖直方向运动。爆炸时间极短，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量。求： (1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间； (2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度。 三、价值好题精练——培树科学态度和责任 1．(2020·全国卷Ⅰ)行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是 (　　) A．增加了司机单位面积的受力大小 B．减少了碰撞前后司机动量的变化量 C．将司机的动能全部转换成汽车的动能 D．延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积 解析：汽车剧烈碰撞瞬间，安全气囊弹出，立即跟司机身体接触。司机在很短时间内由运动到静止，动量的变化量是一定的，由于安全气囊的存在，作用时间变长，据动量定理Δp＝FΔt知，司机所受作用力减小，又知安全气囊打开后，司机的受力面积变大，因此减少了司机单位面积的受力大小；碰撞过程中，动能转化为安全气囊的弹性势能及气囊内气体的内能。综合可知，D正确。 答案：D 2． 小明同学将“打夯”的情境简化成如图所示的过程：平底重 物放置于水平地面上，两人同时通过绳子对重物各施加一个 拉力，拉力大小均为F＝450 N，方向均与竖直方向成θ＝37° 角，两人同时作用t＝0.4 s后停止施力。重物上升一段时间后落下，重物砸入地面之下的距离s＝4 cm。已知重物的质量为m＝48 kg，所受空气阻力忽略不计，重力加速度取10 m/s2，sin 37°＝0.6