(教用word)第1章 1 动量-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第一册(人教版2019)

1　动量 核心素养目标 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 知道动量的定义和表达式，知道什么是动量的变化量 会分析动量、动能的区别，会求动量的变化量 寻求碰撞中的不变量 通过实验寻求碰撞中的不变量，体验科学探究带来的成果 一、寻求碰撞中的不变量 通过碰撞实验的数据可以看出，两个物体碰撞前后，动能之和并不相等，但是质量与速度的乘积之和却基本不变。 二、动量 1．定义：物体的质量与速度的乘积，即p＝mv。 2．单位：千克米每秒，符号是kg·m/s。 3．方向：动量是矢量，它的方向与速度的方向相同。 4．动量的变化量 (1)定义：物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差(也是矢量)，Δp＝p′－p(矢量式)。 (2)动量始终保持在一条直线上时的矢量运算：选定一个正方向，动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示，从而将矢量运算简化为代数运算(此时的正、负号仅表示方向，不表示大小)。 判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)在利用滑轨探究碰撞中的不变量时，需要测出挡光片的宽度和挡光时间。 (√) (2)在利用摆球探究碰撞中的不变量时，应由静止释放小球以便较准确地计算小球碰撞前的速度。 (√) (3)在利用摆球探究碰撞中的不变量时，两小球必须都是刚性球，且质量相同。 (×) (4)动量的方向与物体的速度方向相同。 (√) (5)物体的质量越大，动量一定越大。 (×) (6)物体的动量相同，其动能一定也相同。 (×) 　 　　　寻求碰撞中的不变量 利用等长细线悬挂等大的小球实现一维碰撞，如图所示。 (1)如何测量小球A与B碰撞前小球A的速度？ 提示：可以测量小球悬线和半径的总长度L，并测得小球A被拉起的角度θ1，根据机械能守恒，可知小球A碰撞前的速度v1＝。 (2)如何测量碰撞后小球B的速度？ 提示：测出小球B被碰撞后摆起的最大摆角θ2，则碰撞后小球B的速度v2＝。 (3)实现不同的碰撞情境可采用什么措施？ 提示：用双面胶布粘在小球A、B的对立面，可使它们碰撞后粘在一起运动。 (4)两小球碰撞前、后的规律是什么？ 提示：碰撞前、后，两小球的质量与速度的乘积之和是不变量。 1．为了探究碰撞中的不变量，将实验中测得的物理量填入如下表格，然后探究不变量。 项目 碰撞前 碰撞后 质量 m1 m2 m1 m2 速度 v1 v2 v′1 v′2 mv m1v1＋m2v2 m1v′1＋m2v′2 mv2 m1v＋m2v m1v′＋m2v′ ＋ ＋ 从表中所列的三个关系中，找出碰撞前和碰撞后不变的量。 2．经过验证后可知，在误差允许的范围内，碰撞前、后不变的量是物体的质量与速度乘积之和，即m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2。 某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验。气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。 (1)下面是实验的主要步骤： ①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平。 ②向气垫导轨通入压缩空气。 ③接通数字计时器。 ④把滑块2(左侧装有弹性碰撞架，未画出)放在气垫导轨的中间位置使其静止。 ⑤使滑块1(右侧装有弹性碰撞架，未画出)挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳。 ⑥释放滑块1，滑块1通过光电门1后与滑块2碰撞，碰后滑块2和滑块1依次通过光电门2，两滑块通过光电门2后依次被制动。 ⑦读出滑块通过两个光电门的挡光时间，滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1＝10.01 ms，通过光电门2的挡光时间Δt2＝49.99 ms，滑块2通过光电门2的挡光时间Δt3＝8.35 ms。 ⑧测出挡光片的宽度d＝5 mm，测得滑块1(包括弹性碰撞架)的质量m1＝300 g，滑块2(包括弹性碰撞架)的质量为m2＝200 g。 (2)数据处理与实验结论 ①实验中气垫导轨的作用： A. ___________________________________________________。 B. ___________________________________________________。 ②碰撞前，滑块1的速度v1为________m/s；碰撞后，滑块1的速度v2为________m/s，滑块2的速度v3为________m/s。(结果均保留2位有效数字) ③在误差允许的范围内，通过本实验，同学们可以探究出哪些物理量是不变的？通过对实验数据的分析说明理由。(至少回答两个不变量) 解析：(2)①气垫导轨可以大大减小因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差，还可以保证两个滑块的碰撞是一维的。 ②滑块1碰撞之前的速度 v1＝＝ m/s＝0.50 m/s 滑块1碰撞之后的速度 v2＝＝ m/s＝0.10 m/s 滑块2碰撞之后的速度 v