第一章 第1、2节 动量 动量定理(Word教参)-【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）

　第一章　动量守恒定律 第1、2节　动量 动量定理 核心素养导学 物理观念 (1)通过分析碰撞中的不变量，掌握动量的概念，会计算一维情况下的动量变化量。 (2)知道冲量的概念，知道冲量是矢量。 (3)知道动量定理的确切含义，掌握其表达式。 科学思维 理解动量定理的推导过程，能分析与动量变化相关的问题。 科学探究 通过“寻求碰撞中的不变量”演示实验，能观察物理现象，提出物理问题，分析实验数据，得到初步结论。 科学态度与责任 会用动量定理解释碰撞、缓冲等生产生活中的有关现象，具备将所学知识应用于生活实际的意识，有主动进行科学普及的兴趣。 一、寻求碰撞中的不变量 1．两球碰撞实验演示 (1)B球与C球质量相等时，C球碰B球后，C球静止，B球可摆到C球拉起时同样的高度。 (2)质量大的C球碰质量小的B球时，碰后B球获得较大的速度，摆起的最大高度大于C球被拉起时的高度。 (3)结论：两球碰撞前后的速度之和并不相等。 两小球静止时应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直。将小球拉起后，两摆线应在同一竖直平面内，以保证碰撞是一维的。两球最好用双线摆。　　 2．碰撞实验数据分析 如图所示，两辆小车都放在滑轨上，用质量为m1的小车碰撞静止的质量为m2的小车，碰后两辆小车粘在一起运动，测出碰撞前质量为m1的小车运动的速度v和碰后一起运动的速度v′。可根据实验数据分析： (1)两车碰撞前后，动能之和并不相等。 (2)两车碰撞前后，质量与速度的乘积之和基本不变。 二、动量与冲量 1．动量 (1)定义：物体的质量和速度的乘积。 (2)公式：p＝mv。 (3)单位：千克米每秒，符号：kg·m/s。 (4)矢量性：方向与速度的方向相同，运算遵守平行四边形定则。 (1)物体速度的大小不变而方向变化时，动量一定发生变化。 (2)动量和冲量的正负不代表其大小，只代表动量和冲量的方向。　 2．冲量 (1)定义：力与力的作用时间的乘积。 (2)公式：I＝FΔt。 (3)单位：牛秒，符号是N·s。 (4)矢量性：方向与力的方向相同。 三、动量定理 1．内容：物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量。 2．表达式：I＝p′－p或F(t′－t)＝mv′－mv。 3．动量定理的研究对象：单个物体或物体系。对物体系，内力的作用不改变系统的总动量，外力的总冲量等于物体系的动量变化量。 4．牛顿第二定律的另一种表述：作用在物体上的合外力等于物体动量的变化率，即F＝。 (1)动量定理反映了力的冲量与动量变化量之间的因果关系。 (2)动量定理表达式是矢量式，式中的等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义。　　 1.光滑的水平面上有两个半径相等的小球，m1以速度v0与静止的m2发生碰撞，碰后m1、m2的速度分别为v1、v2，v1、v2与v0同方向且在同一直线上，如图所示为两球碰撞后的情况，则 (1)v0一定等于v1＋v2。(×) (2)m1v02一定等于m1v12＋m2v22。(×) (3)m1v0一定等于m1v1＋m2v2。(√) 2．在左侧描述的两小车在滑轨上的碰撞实验中，若滑轨上两小车的质量大小相等，那么两小车碰后粘在一起运动的速度与碰前运动小车的速度存在怎样的大小关系？ 提示：两车碰后一起运动的速度是碰前运动小车速度的一半。 3．摩天轮是一种大型转轮状的机械游乐设施。小刚搭乘挂在摩天轮边缘的座舱随摩天轮在竖直面内做匀速圆周运动。 (1)不同时刻小刚的动量相同吗？ (2)不同时刻小刚的动能相同吗？ 提示：(1)因为小刚速度方向时刻改变，故小刚的动量不相同； (2)动能是标量，没有方向，所以小刚的动能时刻相同。 4．如图所示，有一质量m＝50 kg的人在水平路面上行走了5分钟，其重力的冲量为多少？(g＝10 m/s2) 提示：I＝mgt＝50×10×5×60 N·s＝1.5×105 N·s，方向竖直向下。 5．如图所示，背越式跳高时，为什么在杆下放上厚厚的海绵垫？ 提示：根据动量定理FΔt＝Δp，动量变化量Δp一定时，作用时间Δt越长，则作用力F越小。厚厚的海绵垫是为了保护运动员免受伤害的，跳高运动员过杆后落在厚厚的海绵垫上与直接落到硬地面上相比较，延长了作用时间，减小了运动员所受的冲击力。 新知学习（一）|对动量的理解 [任务驱动] 如图所示，某足球运动员踢一个质量为0.4 kg的足球。 若足球以10 m/s的速度撞向球门门柱，然后以3 m/s 的速度反向弹回，则足球的初动量、末动量以及与球门门柱碰撞过程中动量的变化量各是多少？ 提示：取向右为正方向，则足球的初、末动量分别为p1＝mv1＝0.4×10 kg·m/s＝4 kg·m/s，方向向右，p2＝mv2＝0.4×(－3)kg·m/s＝－1.2 kg·m/s，即方向向左，足球动量的变化量为Δ