第一章动量及其守恒定律 章末素养提升课件-2025-2026学年高二上学期物理鲁科版选择性必修第一册

第 1 章 章末素养提升 一、再现素养知识 物理 观念 物理概念 动量：物体的_____和_____的乘积，表达式p＝___。 冲量：力和_____________的乘积，表达式I＝___。 物理原理 动量定理：I＝p'－p或Ft＝________。 动量守恒定律：m1v1＋m2v2＝____________。 守恒条件：(1)____________________；(2)内力远大于外力。 质量 速度 mv 力的作用时间 Ft mv'－mv m1v1'＋m2v2' 合外力为0或不受外力 科学 思维 极限思想 知道动量定理适用于变力情况，会用极限思想理解变力冲量的求解过程。 理想化模型 碰撞模型；弹性碰撞问题；反冲现象。 图像法 能够通过F－t图像求某力的冲量；通过F合－t图像求合力的冲量或动量的变化量。 科学 探究 1.能提出与碰撞前后的动量测量及对实验造成影响等相关的物理问题。 2.能设计验证动量守恒定律的实验方案并进行交流论证，知道实验需测量的物理量和所需器材，知道碰撞前后速度的测量方法，能测量并记录数据。 3.能写出具体碰撞情境中碰撞前后表征动量守恒的表达式，能分析数据验证动量守恒定律，能对实验误差及误差产生的原因进行分析。 科学态度与责任 1.了解生产生活中应用动量定理、动量守恒定律、反冲运动等实例，进一步提高学习物理的兴趣，加强对科学本质的认识。 2.通过动量守恒定律的学习，认识到物理学是人类认识自然的方式之一，是不断发展的，具有相对持久性和普适性。 3.了解我国航天事业的巨大成就，增强对我国科学技术发展的信心。 二、提能综合训练 例1 　(2024·宁德市福安市第一中学高二月考)如图为雀尾螳螂虾,它的“铁拳”可在0.02 s内以接近80 km/h的速度挥出，出拳冲击力度高达600 N。若“铁拳”挥出过程中，不考虑其他力的作用，则下列估算正确的是 A.“铁拳”的质量约为50 g B.“铁拳”的加速度大约为100 m/s2 C.“铁拳”的动量约增大了120 kg·m/s D.“铁拳”所受合力的冲量大约为12 N·s √ “铁拳”在挥出过程中所受合力的冲量I＝FΔt＝12 N·s，故D正确； 由动量定理得挥出过程中“铁拳”的动量增加量Δp＝I＝12 kg·m/s，故C错误； “铁拳”的质量约为m＝ kg＝0.54 kg＝540 g，故A错误； “铁拳”的加速度约为a＝ m/s2≈1 111 m/s2，故B错误。 例2 　(多选)(2023·新课标卷)使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离，静止于水平桌面上，甲的N极正对着乙的S极，甲的质量大于乙的质量，两者与桌面之间的动摩擦因数相等。现同时释放甲和乙，在它们相互接近过程中的任一时刻 A.甲的速度大小比乙的大 B.甲的动量大小比乙的小 C.甲的动量大小与乙的相等 D.甲和乙的动量之和不为零 √ √ 对甲、乙受力分析，如图所示：根据牛顿第二定律：a甲＝－μg，a乙＝－μg，由于m甲>m乙，所以a甲<a乙，由于两物体 运动时间相同，且同时由静止释放，所以可得v甲<v乙，所以选项A错误； 由于m甲>m乙，所以Ff1>Ff2，对于整个系统不满足动量守恒，所以甲的动量大小与乙的不相等，选项C错误； 对于整个系统而言，由于Ff1>Ff2，合力方向向左，合冲量方向向左，所以合动量方向向左，故甲的动量大小比乙的小，选项B、D正确。 例3 　两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为2 kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v＝6 m/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量为4 kg的物块C静止在前方，如图所示。已知B与C碰撞后二者会粘在一起运动。在以后的运动中： (1)当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为多大？ 答案　3 m/s 当物块A、B、C的速度相等时弹簧的弹性势能最大，根据A、B、C组成的系统动量守恒，取向右为正方向， 有(mA＋mB)v＝(mA＋mB＋mC)vABC 代入数据解得vABC＝3 m/s (2)弹簧弹性势能的最大值是多少？ 答案　12 J B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰撞后瞬间B、C的共同速度为vBC，则有mBv＝(mB＋mC)vBC 代入数据解得vBC＝2 m/s 当A、B、C三者的速度相等时，弹簧的弹性势能最大，设为Ep，在B、C碰撞后，A与B、C组成的系统通过弹簧相互作用的过程中机械能守恒。 根据机械能守恒定律得 Ep＝ (mB＋mC) mAv2－ (mA＋mB＋mC) ＝12 J。 例4 　如图所示，一颗质量为0.01 kg的子弹(可视为质点)，沿水平方向射向静止在光滑水平桌面上的木块，木块的质量为0.2 kg，长度为10 cm，子弹射入前速度为200 m/s，穿出木块时速度减为100 m/s，已知子弹穿过木块过程中木块对子弹的阻力不变，求： (1)木块获得的速度大小； 答案　5 m/s 子弹与木块组成的系统动量守恒， 以向右为正方向， 由动量守恒定律得m1v0＝m1v1＋m2v2 代入数据解得木块获得的速度大小v2＝5 m/s (2)此过程中，木块对子弹的阻力大小； 答案　1 475 N 由能量守恒定律得 fL＝m1m1m2 代入数据解得f ＝1 475 N (3)子弹穿过木块过程所用时间。 答案　6.78×10-4 s 子弹对木块作用力的冲量等于木块动量变化f't＝m2v2－0， 由牛顿第三定律可知f'＝f 代入数据解得t≈6.78×10-4 s。 第 1 章 本课结束 $