第1章 1,2 动量～动量定理-【精讲精练】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册教科版（教师用书）

1　动量 2　动量定理 [学业要求与核心素养] 物理观念 科学思维 1．通过实验寻求碰撞中的不变量。 2．理解动量概念及其矢量性，会计算一维情况下的动量变化量。 3．理解冲量的概念，知道冲量是矢量；理解动量定理及其表达式。 能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。 一、常见的碰撞现象 做相对运动的两个(或几个)物体相遇并发生相互作用，在很短的时间内，它们的运动__状态__发生显著变化，这一过程叫作碰撞。 二、历史上对碰撞现象的研究 实验一：两个质量相同的弹性球A、B，以大小相等、方向相反的速度v相碰。 现象：两球各自以同样大小的速度v反弹回去。 实验二：球A以速度v去碰静止的球B。 现象：球A会静止下来，球B获得与球A碰前相同的速度。 实验结论：选定A球初速度方向为正方向，用mA、mB表示A、B两球的质量，用vA、vB表示碰撞前瞬间A、B两球的速度，vA′、vB′表示碰撞后瞬间A、B两球的速度。 在实验一中，碰撞前运动量mAvA＋mBvB＝__0__，碰撞后的运动量mAvA′＋mBvB′＝__0__，即两个小球所具有的运动量在水平方向的__总和__保持不变。 在实验二中，碰撞前运动量mAvA＋mBvB＝__mv__，碰撞后的运动量mAvA′＋mBvB′＝__mv__，两个小球所具有的运动量在水平方向的__总和__保持不变。 三、探究碰撞过程的守恒量 1．实验装置 气垫导轨、数字计时器。导轨上附有滑块和光电门，滑块上装有挡光条和弹簧片。 2．探究过程 (1)先用天平分别测出带弹簧片的滑块1、滑块2的质量m1、m2，然后用手推动滑块1，使其获得初速度v1，与静止的滑块2相碰(相碰时，两弹簧片要正对)。测出碰撞前后两滑块的速度大小，算出相关数据，填入表中。 (2)再换用不带弹簧片的两滑块按照上面的步骤进行实验，并读取实验数据，填入表中。 (3)将两滑块上的弹簧片换成橡皮泥，用天平分别测出滑块1、滑块2的质量。使有橡皮泥的两端正对，让滑块1与滑块2相碰，测算出相关数据，并填入表中。 碰撞前后运动量的计算 次 数 滑块 质量 碰前 碰后 速度 运动量 运动量之和 速度 运动量 运动量 之和 运动量的 改变量 m1 m2 v1 v2 m1v1 m2v2 m1v1＋ m2v2 v1′ v2′ m1v1′ m2v2′ m1v1′＋ m2v2′ (m1v1′＋ m2v2′)－ (m1v1＋m2v2) 1 2 3 注：表格中质量的单位用kg，速度的单位用m/s，“运动量”的单位用kg·m/s。 3．结论 两个物体相互碰撞时，碰前运动量的总和(m1v1＋m2v2)与碰后运动量的总和(m1v1′＋m2v2′)总是__相等__的。 四、动量 1．定义：物体的__质量__和__速度__的乘积叫做物体的动量。用字母p表示，单位：__千克·米/秒__。 2．动量的矢量性：动量是__矢__(填“矢”或“标”)量，方向与__速度的方向__相同，运算遵循平行四边形定则。 五、冲量、动量定理 1．冲量 (1)定义：力与力的作用时间的__乘积__叫作力的冲量。 (2)定义式：__I＝FΔt__。 (3)冲量是__矢__(填“矢”或“标”)量，若是恒力的冲量，则冲量的方向与__力F的方向__相同。 2．动量定理 (1)内容：物体在一个过程中所受合力的冲量等于物体动量的__变化__。 (2)表达式：__I＝p′－p__或Ft＝__mv′－mv__。 探究点一　动量及动量的变化量 [交流讨论] 1．分析教材表1­1­1中记录的数据，你可得出什么结论？ 答　略 2．动量：(1)当两个物体的动量相同时，其动能一定相同吗？ (2)当两个物体的动能相同时，其动量一定相同吗？ 答　(1)不一定　(2)不一定 3．动量的变化量：(1)动量的变化量也是矢量，动量变化量的方向与初状态的动量方向一定相同吗？ (2)如何确定动量变化量的大小和方向？ 答　(1)不一定　(2)选取正方向进行矢量合成 [归纳总结] 1．动量的变化量 (1)动量的变化量是矢量。 Δp＝p′－p是矢量式，运算遵循平行四边形定则。 (2)Δp的计算。 ①当p′、p在同一直线上时，可规定正方向，将矢量运算转化为代数运算。 ②当p′、p不在同一直线上时，应依据平行四边形定则运算。 2．动量与动能的比较 (1)区别：动量是矢量，动能是标量。 (2)联系：动量和动能都是描述物体运动状态的物理量，大小关系为Ek＝或p＝。 　(2022·江苏模拟)如图，车静止在粗糙的水平地面上，一人站在车上抡起重锤从P处由静止