1.第1节 动量-【正禾一本通】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（人教版）

本讲义围绕动量核心知识点，从“寻求碰撞中的不变量”实验探究切入，系统构建动量的定义、矢量性、变化量计算及与动能的区别，形成完整知识学习支架。 通过小球碰撞、滑轨实验等探究活动培养科学探究能力，结合实验数据分析论证动量守恒体现科学思维，联系摩天轮、嫦娥六号实例深化物理观念。课中实验演示助理解，课后典例练习帮巩固，有效提升教学效果与学生学习效率。

第1节　动量 [学习目标] 1.通过实验探究“寻求碰撞中的不变量”，体会质量与速度乘积——动量的特殊物理意义。 2.知道动量的概念、单位，理解其矢量性，通过例题分析学会动量变化量的计算方法。 3.结合实例及相关数据计算动量和动能，区分两个概念，知道它们之间的大小关系。 1．实验探究：两个物体发生碰撞时，碰撞前后的不变量是什么？ 2．物体的动量是如何定义的？表达式是什么？单位呢？ 3．动量是矢量还是标量？若是矢量，其方向向哪？ 4．物体沿直线运动时，怎样计算物体在某一过程中动量的变化量？ 一、寻求碰撞中的不变量 1．小球碰撞实验演示 (1)质量相同的小球的碰撞 如图所示，用手拉起A球至某一高度后放开，撞击静止的B球。我们可以看到，碰撞后A球静止，B球获得速度，摆起的最大高度等于A球被拉起时的高度。 实验结论：质量相等的A球与B球碰撞后，B球得到的速度与A球碰撞前的速度相等。 (2)质量不同的小球的碰撞 如图所示，将实验中的A球换成大小相同的C球，且C球质量大于B球质量，用手拉起C球至某一高度后放开，撞击静止的B球。我们可以看到，碰撞后B球获得较大的速度，摆起的最大高度大于C球被拉起时的高度。 实验结论：质量大的C球与质量小的B球碰撞后，B球得到的速度比C球碰撞前的速度大，两球碰撞前后的速度之和不相等。 2．利用滑轨完成一维碰撞实验 (1)实验装置 安装有光电门且摩擦很小的滑轨；带遮光片的两辆小车。 (2)实验过程 如图所示，两辆小车都放在滑轨上，用一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车，碰撞后两辆小车粘在一起运动。小车的速度用滑轨上的数字计时器测量。 (3)实验数据记录 下表中的数据是某次实验时采集的。其中，m1是运动小车的质量， m2是静止小车的质量，v是运动小车碰撞前的速度，v′是碰撞后两辆小车的共同速度。 两辆小车的质量和碰撞前后的速度 次数 m1/kg m2/kg v/(m·s-1) v′/(m·s-1) 1 0.519 0.519 0.628 0.307 2 0.519 0.718 0.656 0.265 3 0.718 0.519 0.572 0.321 (4)分析实验数据，得出结论：此实验中两辆小车碰撞前后，动能之和不相等，但是质量与速度的乘积之和基本不变。 二、动量 1．动量 2．动量的变化量 (1)定义：末动量与初动量的差。 (2)表达式：Δp＝p′－p。 (3)方向：动量变化量为矢量，与速度变化量的方向相同。 　　 1．判断下列说法是否正确 (1)动量越大的物体运动得越快。(×) (2)两个物体的动能相同，则它们的动量一定相同。(×) (3)物体的动能发生变化时，动量一定变化。(√) (4)物体动量变化量的方向一定和初动量的方向相同。(×) 2．乘客搭乘挂在摩天轮边缘的座舱随摩天轮在竖直面内做匀速圆周运动。 (1)不同时刻乘客的动量相同吗？动能呢？ (2)乘客在半个周期内的动能变化量是零吗？动量的变化量呢？ 提示：(1)动量不同，动能相同。 (2)动能变化量是零，动量变化量不是零。 对动量的理解 工人师傅在锻打刀具的时候，一人用较小的锤子击打，一人用较大的锤子击打。 问题1：若两个锤子以相同的速度击打刀具，哪一个的击打效果要好？ 问题2：大锤子的动量一定比小锤子的动量大吗？ 问题3：若锤子击打后被反向弹回，锤子的动量一定变化吗？ 提示：1.大锤子。2.不一定。3.一定变化。 动量的三个性质 矢量性 物体某一时刻动量的方向与这一时刻速度的方向相同 瞬时性 动量是状态量，是针对某一时刻或某一位置而言的。当物体做变速运动时，应明确是哪一时刻或哪一位置的动量 相对性 由于速度与参考系的选择有关，故动量与参考系的选择有关，通常以地球(即地面)为参考系 【典例1】 (原创题)(多选)2025蛇年春晚的舞台上，《秧BOT》节目中一群穿着花棉袄的机器人靠扭秧歌的“绝活”火遍全网，将科技与艺术完美结合，为观众带来前所未有的视觉体验。 在抛手绢的环节，若手绢的质量为m，抛出后上升的最大高度为h，重力加速度为g，忽略空气阻力，则(　　 ) A．手绢抛出时的动量大小为mgh B．手绢抛出时的动量大小为m C．手绢回到抛出点时的动量与抛出时相同 D．手绢回到抛出点时的动量与抛出时不同 解析：选BD。手绢抛出时的速度v＝，该手绢抛出时的动量大小为p＝mv＝m，故A错误，B正确；根据竖直上抛运动的对称性可知，手绢回到抛出点时的速度与抛出时大小相等、方向相反，所以手绢回到抛出点时的动量与抛出时不同，C错误，D正确。 动量与动能的区别 2024年6月25日，嫦娥六号返回器正式进入轨道，带回1 935.3 g月球样品。嫦娥六号在第二次近月制动后，绕月球近似做匀速圆周运动。 问题1：嫦娥六号的线速度是否变化？ 问题2：嫦娥六号的动能是否变化？动量呢？ 提示：1.变化。2.动能不变，动量变化。 动量与动能的区别和联系 项目 动量 动能 定义式 p＝mv Ek＝mv2 单位 kg·m/s J 性质 矢量 标量 特点 (1)动量是可以在相互作用的物体间传递、转移的。 (2)v的大小、方向变化都可使p发生变化 (1) 动能可以转化为内能、光能、电能等其他形式的能量。 (2)只有v的大小发生变化时才会使Ek发生变化 联系 都是状态量，大小关系为Ek＝ 说明 物体的动量发生变化时，动能不一定发生变化；物体的动能发生变化时，动量一定发生变化。 【典例2】 (多选)(2025·浙江杭州期末)我国是世界上高铁运营里程最长、在建规模最大、运营动车组最多、商业运营速度最高的国家。高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动，则启动阶段描述列车动量p、动能Ek与位移x、时间t之间关系的图像正确的是(　　 ) 解析：选ABC。高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动，根据运动学公式可得v＝at，v2＝2ax，根据动量表达式可得p＝mv＝mat∝t，p2＝m2v2＝m2·2ax∝x；再根据动能表达式可得Ek＝mv2＝max∝x，Ek＝∝t2，故A、B、C正确。 ►规律方法：动量和动能分别从不同的角度反映、描述了物体机械运动的特征。 动量变化量的计算 同一直线上动量变化量的计算 (1)选取正方向，并根据初、末动量的方向确定各自的正负号，方向与正方向相同的动量取正值，方向与正方向相反的动量取负值。 (2)将初、末动量代入公式Δp＝p2－p1计算。计算结果的正负同时反映动量变化量的方向。 【典例3】 汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能最有效的方法，也是各国政府检验汽车安全性能的强制手段之一。在某次正面碰撞试验中，让质量m＝1×103 kg的汽车以速 度v0＝13 m/s驶向固定的碰撞试验台，撞击后汽车的速度变为v1＝2 m/s，方向与原方向相反，若碰撞时间t＝0.05 s，求： (1)碰撞前汽车动量的大小； (2)碰撞前后汽车动量的变化量。 解析：(1)碰撞前汽车动量的大小 p0＝mv0＝1.3×104 kg·m/s。 (2)取汽车碰前速度的方向为正方向，则 碰撞前汽车的动量 p1＝p0＝1.3×104 kg·m/s 碰撞后汽车的动量 p2＝－mv1＝－0.2×104 kg·m/s 则碰撞前后汽车动量的变化量 Δp＝p2－p1＝－1.5×104 kg·m/s 即汽车动量变化量的大小为1.5×104 kg·m/s，方向与碰后速度的方向相同。 答案：(1)1.3×104 kg·m/s　(2)1.5×104 kg·m/s，方向与碰后速度方向相同 【思维进阶】 在“典例3”中，碰撞前后汽车动能的变化量是多少？ 提示：ΔEk＝Ek1－Ek0＝ J＝－8.25×104 J。 【提出问题】 如果物体的末动量与初动量不共线，此时应怎样确定物体动量的变化量呢？ 【剖析论证】 动量的变化量Δp＝p2－p1是矢量式，若末动量p2和初动量p1不在同一直线上，动量变化量Δp与p2、p1遵循平行四边形定则或三角形定则，如图所示。 例如，物体做匀速圆周运动，动量大小为p，在转动四分之一周期时的动量变化量Δp如图所示，则Δp＝方向如图箭头所示。 【科学方法】 矢量运算的平行四边形定则或三角形定则。 1．(多选)(2025·四川南充测试)关于物体的动量，下列说法中正确的是(　　 ) A．不同物体中动量越大，速度一定越大 B．－8 kg·m/s的动量大于＋6 kg·m/s的动量 C．物体做平抛运动时，动量的增量一定不为零 D．做匀速圆周运动的物体，其动量一定不变 解析：选BC。根据p＝mv可知，不同物体中动量越大，速度不一定越大，故A错误；动量的正负号只代表方向，不代表大小，所以－8 kg·m/s的动量大于＋6 kg·m/s的动量，故B正确；当物体做平抛运动时，动量的方向变化，即动量一定变化，Δp一定不为零，如图所示，故C正确； 做匀速圆周运动的物体，其速度的方向一定变化，则动量一定变化，故D错误。 2．一个质量为0.18 kg的垒球，以25 m/s的水平速度飞向球棒，被球棒击打后，反向水平飞回，速度大小为45 m/s，以垒球初速度的方向为正方向，则垒球被球棒击打前后的动量变化量为(　　 ) A．＋3.6 kg·m/s B．－3.6 kg·m/s C．＋12.6 kg·m/s D．－12.6 kg·m/s 解析：选D。初动量p1＝mv1＝0.18×25 kg·m/s＝4.5 kg·m/s，击打后动量p2＝mv2＝0.18×(－45) kg·m/s＝－8.1 kg·m/s，动量变化量为Δp＝p2－p1＝－12.6 kg·m/s，故D正确。 3．质量为m的物体，动能为Ek，在变力的作用下沿直线做加速运动，经过一段时间后动能变为2Ek，则这段时间内物体动量变化量的大小为(　　 ) A． B． C． D． 解析：选D。由动能与动量的表达式Ek＝mv2，p＝mv，可知p＝，故动能由Ek变为2Ek的这段时间内物体动量变化量的大小为Δp＝＝故D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $