第一章 第1节 动量（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理 选择性必修 第一册（人教版2019）

第1节　动量 物理观念 科学探究 科学态度与责任 1.知道动量的概念及其单位，会计算动量的变化量。 2．认识动量是描述物体运动状态的物理量，深化运动与相互作用的观念。 经历寻求碰撞中不变量的过程，体会探究过程中猜想、推理和论证的重要性。 通过“寻求碰撞中的不变量”的探究过程，培养严谨求真的科学态度。 [对应学生用书P1] 一、寻求碰撞中的不变量 1．用两根长度相同的细线，分别悬挂两个完全相同的钢球A、B，且两球并排放置。拉起A球，然后放开，该球与静止的B球发生碰撞，碰撞后A球停止运动而静止，B球开始运动，最终摆到和A球被拉起时同样的高度。碰撞前后，两球速度之和不变。 2．质量大的C球与静止的质量小的B球碰撞，B球获得的速度大于碰前C球的速度，两球碰撞前后的速度之和不相等。 3．由教材第3页小车碰撞实验中记录的数据知：两辆小车碰撞前后，动能之和不相等，质量与速度的乘积之和基本不变。 二、动量 1．动量 (1)定义：物体的质量和速度的乘积。 (2)公式：p＝mv，单位： kg·m/s。 (3)动量的矢量性：动量是矢量，方向与速度的方向相同，运算遵循平行四边形定则。 2．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，表达式为Δp＝p′－p(矢量式)。 (2)动量始终保持在一条直线上时的运算：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，从而将矢量运算转化为代数运算。 (3)矢量性：动量的变化量也是矢量，方向与速度变化量的方向相同。 1．(物理与生活)如图所示，两辆汽车以不同的恒定速率左转通过弯道，请判断下列说法的正误。(对的画“√”，错的画“×”) (1)两辆车的动量一定相同。(　　×　　) (2)若后车的动量大，其速度一定比前车的速度大。(　　×　　) (3)两车在匀速率转弯过程中动量改变，但各自的动能不变。(　　√　　) 2．(知识拓展)寻求不变量的思考方向 碰撞前后物体的质量不变，但质量并不能描述物体的运动状态，不是我们寻求的不变量；在各种一维碰撞的情况下都不改变的量，才是我们寻求的不变量。 [对应学生用书P2] 探究点一___动量__动量的变化量 在激烈的橄榄球比赛中，一个体重较轻的运动员携球奔跑时迎面撞上了体重较重的对方运动员，自己被撞倒在地，而对方却几乎不受影响。 [问题设计] (1)质量为60 kg的运动员(包括球)以5 m/s的速度向东奔跑，他的动量是多大？方向如何？ (2)若(1)中描述的运动员与对方运动员相撞后速度变为零，则他的动量变化量多大？动量变化量的方向如何？ 提示：(1)动量是300 kg·m/s，方向向东。 (2)300 kg·m/s，方向向西。 1．对动量的理解 (1)瞬时性：物体的动量对应某一时刻或某一位置，是一个状态量； (2)矢量性：动量的方向与物体瞬时速度的方向相同； (3)相对性：因物体的速度与参考系的选取有关，故物体的动量也与参考系的选取有关，具有相对性。 2．动量的变化量Δp (1)表达式：Δp＝p2－p1。该式为矢量式，运算遵循平行四边形定则，当p 2、p 1在同一条直线上时，可规定正方向，将矢量运算转化为代数运算； (2)方向：与速度变化的方向相同，在合力为恒力的情况下，由Δv＝a·Δt、a＝可知，物体动量变化量的方向也与物体加速度和合外力的方向相同。 【例1】 下列关于动量的说法，正确的是(　　) A．物体的动量改变，其速度大小一定改变 B．物体的动量改变，其速度方向一定改变 C．物体运动速度的大小不变，其动量一定不变 D．物体的运动状态改变，其动量一定改变 D　解析：动量是矢量，有大小也有方向。动量改变是指动量大小或方向的改变，而动量的大小与质量和速度两个因素有关，其方向与速度的方向相同，质量一定的物体，当速度的大小或方向有一个因素发生变化时，动量就发生变化，A、B、C错误；物体的运动状态改变是指速度大小或方向的改变，因此物体的动量一定发生变化，D正确。 【例2】 (多选)关于动量的变化，下列说法正确的是(　　) A．做直线运动的物体速度增大时，动量的增量Δp的方向与运动方向相同 B．做直线运动的物体速度减小时，动量的增量Δp的方向与运动方向相反 C．物体的速度大小不变时，动量的增量Δp为零 D．物体做平抛运动时，动量的增量一定不为零 ABD　解析：当做直线运动的物体速度增大时，其末动量p2大于初动量p1，由矢量的运算法则可知，Δp＝p2－p1＞0，与物体的运动方向相同，如图甲所示，A正确；当做直线运动的物体速度减小时，p2＜p1，如图乙所示，Δp与p1或p2方向相反，B正确；当物体的速度大小不变时，其方向可能变化，也可能不变，因此动量可能不变化，即Δp＝0，也可能大小不变而方向变化，此种情况Δp≠0，C错误；当物体做平抛运动时，动