第一章 动量和动量守恒定律 章末小结与质量评价(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（粤教版2019）

一、知识体系建构——理清物理观念 二、综合考法融会——强化科学思维 动量定理及其应用 [典例]　(2022·汕头高二检测)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。 [解析]　(1)小球自由下落10 m所用的时间是t1＝＝ s＝ s，重力的冲量大小IG＝mgt1＝0.336×10× N·s≈4.75 N·s。 (2)设向下为正方向，对小球从静止开始运动至停在泥潭中的全过程运用动量定理得 mg(t1＋t2)－Ft2＝0 泥潭的阻力F对小球的冲量大小 IF＝Ft2＝mg(t1＋t2)＝0.336×10×(＋0.4)N·s≈6.10 N·s。 (3)由Ft2＝6.10 N·s，得F＝15.25 N。 [答案]　(1)4.75 N·s　(2)6.10 N·s (3)15.25 N [融会贯通] 1．冲量的计算 (1)恒力的冲量：公式I＝Ft适用于计算恒力的冲量。 (2)变力的冲量： ①通常利用动量定理I＝Δp求解。 ②可用图像法计算。在F-t图像中阴影部分(如图)的面积就表示力在时间Δt＝t2－t1内的冲量。 2．动量定理Ft＝mv2－mv1的应用 它说明的是力对时间的累积效应。应用动量定理解题时，只考虑物体的初、末状态的动量，而不必考虑中间的运动过程。 (1)求动量变化量。 (2)求变力的冲量问题及平均力问题。 (3)求相互作用时间。 (4)利用动量定理定性分析现象。 [对点训练] 1.(多选)如图所示，质量均为m的小球A、B在同一水平线上，当A球水平抛出的同时B球自由下落，运动到t＝2 s时刻，两球的运动方向夹角为37°(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，不计空气阻力，则(　 ) A．当t＝2 s时，A球与B球重力的瞬时功率之比为5∶4 B．当t＝2 s时，A球与B球重力的瞬时功率之比为1∶1 C．在0～2 s过程中，两球的动能变化量不同 D．在0～2 s过程中，两球的动量变化量相同 解析：选BD　因t＝2 s时两球竖直方向速度相同为vy，重力的功率为P＝mgvy相同，A错误，B正确；0～2 s过程中，下落高度相同，重力做功相同，两球的动能变化量相同，C错误；0～2 s过程中，重力的冲量相同，则两球的动量变化量相同，D正确。 2．(多选)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16 J 解析：选CD　前4 s内拉力的冲量为F-t图像与时间轴所围面积，则有IF＝6×1 N·s＋2×1 N·s－2×2 N·s＝4 N·s，A错误。由乙图可知，第2 s内物体匀速运动，结合甲图可知摩擦力Ff＝2 N，根据v-t图像的斜率表示加速度，则第1 s内物块的加速度a＝ m/s2＝4 m/s2，第1 s内F＝6 N，根据牛顿第二定律有F－Ff＝ma，代入数据解得m＝1 kg，由甲图可知，第3 s内物块减速运动，F的大小为2 N，方向与摩擦力方向相同，根据牛顿第二定律有F＋Ff＝ma′，解得a′＝4 m/s2，则减速到零的时间为t0＝＝ s＝1 s，故第3 s末物块速度为0，第4 s内拉力与摩擦力相等，物块静止，速度为0，C正确；v-t图像与时间轴围成的面积表示位移，则前4 s内的位移为x＝×1×4 m＋4×1 m＋×1 m＝8 m，B错误；前4 s 内拉力做的功等于摩擦力的功，为WF＝Wf＝Ffx＝16 J，D正确。 动量守恒定律应用中的临界问题 [典例]　如图，光滑水平面上有一矩形木板A和滑块C，可视为质点的滑块B置于A的最左端，滑块C静止。若木板A和滑块B一起以v0＝5 m/s的速度向右运动，A与C发生碰撞(时间极短)，相碰后滑块C向右运动，一段时间后A、B再次一起向右运动，且恰好不再与滑块C相碰。已知：木板A与滑块B间的动摩擦因数μ＝0.1，mA＝2 kg，mB＝1 kg，mC＝2 kg，g取10 m/s2。求： (1)木板A与滑块C碰后瞬间A的速度大小，并计算说明A与C是否为弹性碰撞； (2)滑块B在木板A上相对运动的时间； (3)要使滑块B不从木板A上滑下，木板A至少多长。 [解析]　(1)A、C碰撞过程A、C组成的系统内力远大于外力，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得m