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（人教版）

第1节　动量 [学习目标要求]　1.通过阅读、观察，了解生产、生活中的各种碰撞现象。2.通过实验探究，经历猜想和寻找碰撞中的“不变量”的过程。3.理解动量的概念，知道动量是矢量，掌握求解动量及动量变化量的常用方法。 　寻求碰撞中的不变量 实验探究(一) 如图所示，质量大的C球与质量小的B球碰撞后，质量小的B球得到的速度比质量大的C球碰撞前的速度大，两球碰撞前后的速度之和并不相等。 实验探究(二) 如图所示，用滑轨完成两个滑块的碰撞，用一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车，碰后两小车粘在一起运动。从实验数据看出，两辆小车碰撞前后，动能之和并不相等，但质量与速度的乘积之和却基本不变。 [判一判] (1)两球碰撞前后，速度之和一定相等(×) (2)两球碰撞前后，动能之和一定相等(×) (3)两球碰撞前后，质量与速度的乘积之和基本不变(√) 　动量 1．定义：物理学中把质量和速度的乘积mv定义为物体的动量，用字母p表示。 2．表达式：p＝mv。 3．单位：千克米每秒，符号是kg·m/s。 4．方向：动量是矢量，它的方向与速度的方向相同。 [想一想] 北京时间2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。神舟十三号载人飞船在轨过程是绕地心做匀速圆周运动，神舟十三号载人飞船在该过程中的每一时刻的动量相同吗？每一时刻的动能相同吗？ 提示：神舟十三号载人飞船做匀速圆周运动，速度的方向时刻改变，所以动量时刻变化；速度的大小不变，所以动能不变。 学习任务一　动量 [导学探究] 在激烈的橄榄球赛场上，一个较瘦弱的运动员奔跑时迎面碰上了高大结实的对方运动员，自己却被碰倒在地，而对方却几乎不受影响……这说明运动物体产生的效果不仅与速度有关，而且与质量有关。 (1)从上述实例可知单独用质量或速度无法正确地描述运动物体的特征，如何描述更准确呢？ (2)物体的质量和速度的乘积，我们称为动量。若质量为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？ 提示：(1)可以用物体的质量和速度的乘积来描述。 (2)动量是300 kg·m/s，方向向东。 [思维深化] 1．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，动量的大小可用p＝mv表示。 2．矢量性：动量的方向与物体的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。 　(多选)关于物体的动量，下列说法中正确的是(　　) A．惯性越大的物体，它的动量也越大 B．动量大的物体，它的速度不一定大 C．物体的速度大小不变，则其动量也保持不变 D．运动物体在任一时刻的动量的方向一定是该时刻的速度方向 解析：BD　动量的大小由质量和速度的大小共同决定，即p＝mv，惯性大则质量大，但动量不一定大，选项A错误；动量大的物体，可能是速度大，但也有可能是质量大，选项B正确；动量是矢量，其方向与速度方向相同，只有在速度大小、方向均不变时，其动量才保持不变，故选项C错误、选项D正确。 [针对训练] 1．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，它的动量一定在改变 C．物体的动量变化，动能也一定变化 D．甲物体动量p1＝5 kg·m/s，乙物体动量p2＝－10 kg·m/s，所以p1>p2 解析：B　动量是矢量，匀速圆周运动的物体的速度方向时刻在变化，故动量时刻在变化，A错误；匀变速直线运动的物体的速度大小时刻在变化，所以动量一定在变化，B正确；速度方向变化，但大小不变，则动量变化，而动能不变，C错误；动量的负号只表示方向，不参与大小的比较，故p1＜p2，D错误。 学习任务二　动量的变化量 [导学探究] 如图所示，质量为m、速度为v的小球与挡板发生碰撞，碰后以大小不变的速度反向弹回。 (1)小球与挡板碰撞前后的动量是否相同？为什么？ (2)小球与挡板碰撞过程中动量变化量大小是多少？ 提示：(1)不相同；因为动量的方向不同。 (2)Δp＝2mv。 [思维深化] 1．动量的变化：因为p＝mv，是矢量，只要m的大小，v的大小和v的方向三者中任何一个发生了变化，动量p就发生变化。 2．动量变化的方向：动量变化方向与速度变化的方向相同，在合力为恒力的情况下，物体动量的变化的方向也与物体加速度的方向相同，即与物体所受合外力的方向相同。 3．关于动量变化量的求解 (1)若初、末动量在同一直线上，则在选定正方向的前提下，可化矢量运算为代数运算。 (2)若初、末动量不在同一直线上，运算时应遵循平行四边形定则。 　质量为5 kg的小球以5m/s的速度竖直落到地板上，随后以3m/s的速度反向弹回，若取竖直向下的方向为正方向，则小球动量的变化为(　　) A．10 kg·m/s