第一章 第1节 动量-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册同步核心辅导与测评（教科版）

第1节　动量 1．了解生产生活中的各种碰撞现象。 2．经历寻求碰撞中不变量的过程，体会探究过程中猜想、推理和证据的重要性。 3．知道动量概念及其单位，会计算动量的变化量。 4．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。 1．物理观念：通过学习动量和动量变化量的概念及其矢量性，会计算一维情况下的动量变化量。 2．科学探究：通过实验用不同的方法探究碰撞中的不变量。 3．科学思维：通过实例掌握在同一直线上运动的两个物体碰撞前、后速度的测量方法。 4．科学探究：通过实验得到一维碰撞中的不变量表达式。　　　　　　　　　　　　　　　 　历史上对碰撞现象的研究 1．最早发表有关碰撞研究成果的是马尔西。 2．惠更斯进一步指出：每个物体所具有的“运动量”在碰撞时可以增多或减少，但是它们的量值在同一个方向的总和却保持不变。这个“运动量”是指物体的质量m和速度v的乘积。 　探究碰撞过程的守恒量 (一)探究碰撞前后运动量的变化 1．实验装置如图所示。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．探究量的测量 (1)质量的测量：用天平测量滑块的质量。 (2)速度的测量：利用公式v＝，式中Δx为滑块上挡光片的宽度，Δt为数字计时器显示的挡光片经过光电门的时间。 3．实验结论：两个物体相互碰撞时，质量m与速度v的乘积的矢量和在碰撞过程中保持不变，或者说守恒。 (二)动量 1．动量 (1)定义：物体的质量与其速度的乘积叫动量，即p＝mv。 (2)单位：国际单位制单位是千克米每秒，符号是kg·m/s。 (3)动量是矢量，其方向与速度的方向相同。 (4)由于速度反映物体的运动状态所以，动量是状态量。 2．动量的变化量 (1)动量的变化量公式：Δp＝p2－p1＝mv2－mv1＝mΔv。 (2)矢量性：其方向与Δv的方向相同。 (3)如果物体在一条直线上运动，分析计算Δp以及判断Δp的方向时，可选定一个正方向，将矢量运算转化为代数运算。 [课前小练] 思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)“寻求碰撞中的不变量”实验中的不变量是系统中物体各自的质量与速度的乘积的矢量和。(√) (2)动量的方向与物体的速度方向相同。(√) (3)物体的质量越大，动量一定越大。(×) (4)物体的动量相同，其动能一定也相同。(×) 　动量的理解和计算 [思考探究] 2019年5月8日至12日，冰壶世界杯总决赛在北京举办。冰壶是一项技巧运动，也是一项传统运动。观看一场真实地体现冰壶运动精神且享有悠久历史盛誉的传统比赛项目也是一件乐事。你能寻找出两冰壶碰撞过程中的不变量吗？ 提示：能，两冰壶碰撞过程中的不变量可能是mv，也可能是mv2，还可能是等。 [思维深化] 1．动量的三个特性 (1)动量的瞬时性：通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量，因此它是一个状态量。 (2)动量的矢量性：动量的方向与物体瞬时速度的方向相同，如果物体的动量为负值，表示其动量与规定的正方向相反。 (3)动量的相对性：物体的动量与参考系的选择有关，这是因为速度与参考系的选择有关，通常情况下是指物体相对于地面的动量。 2．动量和动能的比较 动量 动能 物理意义 描述机械运动状态的物理量 定义式 p＝mv Ek＝mv2 标矢性 矢量 标量 大小关系 p＝，Ek＝ 　关于物体的动量，下列说法中正确的是(　　) A．运动物体在任一时刻的动量方向，一定是该时刻的速度方向 B．物体的动能不变，其动量一定不变 C．物体的动量越大，其惯性一定越大 D．物体的动能发生变化时，其动量不一定发生变化 【解析】　动量具有瞬时性，任一时刻物体动量的方向，即为该时刻物体的速度方向，选项A正确；动能不变，若速度方向变化，动量也发生了变化，B项错误；惯性由物体质量决定，物体的动量越大，其质量并不一定越大，惯性也不一定越大，故选项C错误；物体的动能发生变化时，物体的速度大小一定发生变化，故其动量也一定发生变化，D错误。 【答案】　A [针对训练] 1．(多选)关于动量，下列说法中正确的是(　　) A．做匀速圆周运动的物体，动量不变 B．做匀变速直线运动的物体，它的动量可能不变 C．物体的动能变化，动量也一定变化 D．物体的动量不变，动能一定不变 解析：CD　做匀速圆周运动的物体，速度方向时刻改变，故动量时刻改变，故A错误；做匀变速直线运动的物体，由于速度大小时刻改变，故它的动量一定在改变，故B错误；若物体动能变化，则速度大小一定变化，根据p＝mv知，动量一定变化，故C正确；物体的动量不变则其速度大小和方向都不变，所以物体的动能不变，D正确。 2．一物体从某高处由静止释放，设所受空气阻力恒定，当它下落h时的动量大小为p1，当它下落2h时动量大小为p2