内容正文:
1 动量
定标-关键能力与核心素养
未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册
第一章 动量守恒定律
考情揭秘 直击能力 定标素养
基本考查点 动量的含义;
动量的变化量的含义. 1.能在自然现象的观察分析中,提出猜想,设计实验,处理数据,分析归纳,验证猜想,提出概念;
2.能在实验数据的分析中,总结主要影响因素,大胆提出不同猜想,并通过数据的严谨分析,找到描述规律的物理量;
3.能体会探寻自然规律的守恒思想,掌握建构物理概念的思想方法,增强分析表达能力;
4.知道从不同的研究方向出发,描述同一运动状态的物理量可能不同,具备批判和创新思维. 1.建立观念,在寻求碰撞规律的过程中,理解如何建构动量的科学概念;
2.通过科学归纳、推理和论证得出动量的概念.利用联系对比,理解动量和动能的区别,体会动量的矢量性;
3.经历碰撞规律的科学探究过程,掌握科学探究的基本方法;
4.通过实验探究,体会探究过程的艰辛与乐趣.培养学生实事求是的科学态度,感受守恒思想在物理学研究中的重大意义.
重点及难点 动量概念的建立;
掌握自然规律的科学探究方法;
体会寻求碰撞规律过程中的守恒思想.
题型及难度 选择题为主,
难度偏易.
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本课时主要内容
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第一章 动量守恒定律
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知识导航
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第一章 动量守恒定律
【答案】 质量 速度 p=mv kg·m/s 矢量 速度的方向 某一时刻 某一位置 瞬时性 参考系 参考系 末动量 初动量 Δp=p'-p Δp=mΔv 速度变化量 矢量 标量 p=
Ek=
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探究1 寻求碰撞中的不变量
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第一章 动量守恒定律
【问题导入】
观看图片:台球的碰撞、微观粒子的散射,这些运动遵循什么样的规律呢?
演示实验:牛顿摆
现象:好像A的速度传递给了B。碰撞前后,两球速度之和是不变的。
【思考与讨论】
是不是所有的碰撞现象,碰撞前后的速度之和都是不变的?
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,两滑块都放在滑轨上,用一运动的滑块碰撞一静止的滑块,
碰后两滑块粘在一起运动。从实验数据看出,两滑块碰撞前后,动能之和
并不相等,但 质量与 速度 的乘积之和却基本不变。
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【典例1】用如图所示装置探究碰撞中的不变量,气垫导轨水平放置,挡光板宽度d=5.0 mm,两滑块被弹簧(图中未画出)弹开后,左侧滑块通过左侧光电计时器,记录时间为t1=0.040 s,右侧滑块通过右侧光电计时器,记录时间为t2=0.062 s,左侧滑块质量为m1=1 kg,右侧滑块质量为m2=1.5 kg,两滑块质量与速度的乘积的矢量和m1v1+m2v2= kg·m/s,这个实验结果说明: . (以水平向左为正方向,结果保留到小数点后3位)
探究1 寻求碰撞中的不变量
【必备知识】速度基本概念(大小、方向).
典例1
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第一章 动量守恒定律
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【关键能力】
探究1 寻求碰撞中的不变量
【答案】0.003 在误差允许的范围内,两滑块质量与速度的乘积的大小相等,方向相反,即碰撞过程中,系统动量不变
【解题思路】
本题考查了关键能力中的理解能力和实验探究能力。我们需要理解速度的大小、方向等概念,学会利用实验寻求碰撞中的不变量。
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第一章 动量守恒定律
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【对标训练1】利用如图所示的装置探究碰撞中的不变量,下列说法错误的是 ( )
探究1 寻求碰撞中的不变量
A. 悬挂两球的细绳的悬点不可以在同一点
B. 悬挂两大小相同小球的细绳长度要适当,且等长
C. 静止释放小球b以便计算小球碰撞前的速度
D. 两小球必须都是刚性球,且碰撞小球的质量大于被碰小球的质量
对标训练1
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第一章 动量守恒定律
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【探究总结】
探究1 寻求碰撞中的不变量
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第一章 动量守恒定律
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探究1 寻求碰撞中的不变量
【答案】D
【解题思路】
【易错提醒】速度是矢量,速度之和≠速度的代数和.两小球碰撞是对心碰撞.
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第一章 动量守恒定律
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【问题导入】
通过实验探究发现,对于发生碰撞的两个物体来说,他们的mv之和在碰撞前后可能是不变的,mv这个物理量具有特别的意义。为此,物理学中把mv定义为一个新的物理量——动量。
探究2 动量
【思考与讨论】
1.物体做匀速圆周运动时,其动量是否变化?
动量是矢量,方向与速度方向相同。物体做匀速圆周运动时,速度大小不变,方向时刻变化,即动量发生变化。
2.在一维运动中动量正、负的含义是什么?
正、负仅表示方向,不代表大小。正号表示动量的方向与规定的正方向相同;负号表示动量的方向与规定的正方向相反。
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第一章 动量守恒定律
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【典例2】下列运动中的物体,动量始终保持不变的是 ( )
探究2 动量
A. 绕地球运行的同步卫星
B. 小球碰到竖直墙壁被弹回,速度大小不变
C. 用绳子拉着物体,沿斜面做匀速直线运动
D. 荡秋千的小孩,每次荡起的高度保持不变
【必备知识】动量基本概念(尤其矢量性).
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第一章 动量守恒定律
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【关键能力】
探究2 动量
【答案】C
【解题思路】
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第一章 动量守恒定律
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探究2 动量
【探究总结】
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第一章 动量守恒定律
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【对标训练2】关于物体的动量,下列说法正确的是 ( )
探究2 动量
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. 物体的动能发生变化,其动量可能不变
D. 做匀速圆周运动的物体,其动量一定不变
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第一章 动量守恒定律
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探究2 动量
【答案】B
【解题思路】
【易错提醒】
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第一章 动量守恒定律
动能是标量.动量p=mv是矢量,不能只关注大小,也要注意方向.
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【问题导入】
探究3 动量的变化量
【思考与讨论】
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.小球碰撞挡板前后的动量是否相等?
不相同,因为动量的方向不同。
2.小球与挡板碰撞过程中动量变化量大小是多少?
∆p=2mv
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第一章 动量守恒定律
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【典例3】 小明将0.5 kg的足球以5 m/s的速度踢到竖直墙上,足球以5 m/s的速度被弹回.
(1) 足球撞墙前、后的初动量和末动量分别是多少?
(2) 足球动量的变化量是多少?
探究3 动量的变化量
【必备知识】速度变化量的矢量运算.
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第一章 动量守恒定律
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【关键能力】
探究3 动量的变化量
【答案】(1) 2.5 kg·m/s,方向与初速度方向一致
2.5 kg·m/s,方向与初速度方向相反 (2) 5 kg·m/s,方向与初速度方向相反
【解题思路】
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第一章 动量守恒定律
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探究3 动量的变化量
【探究总结】
1. 同一直线上的动量的变化量的计算,先选取正方向,方向与正方向相同的动量为正值,方向与正方向相反的动量为负值,然后代入公式Δp=p2-p1计算,如图甲、乙、丙所示.
2. 不在同一直线上的动量变化的运算:动量的变化量Δp=p'-p是矢量式,Δp、p'、p间遵循平行四边形定则,如图丁所示.
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第一章 动量守恒定律
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【对标训练3】
探究3 动量的变化量
一个质量为0.2 kg的钢球,以2 m/s的速度斜射到坚硬的大理石板上,入射的角度为45°,碰撞后被斜着弹出,弹出的角度也是45°,速度仍为2 m/s.
(1) 请你用作图的方法求出钢球动量变化的大小和方向.
(2) 除了能应用平行四边形分析撞击过程中动量变化的方向以外,试利用运动的合成与分解,分别求出碰撞前后x、y方向钢球的动量变化Δpx、Δpy.
对标训练3
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第一章 动量守恒定律
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探究3 动量的变化量
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第一章 运动的描述
【答案】(1) 0.56 kg·m/s,方向竖直向上
(2) 0 225 kg·m/s,方向竖直向上
【解题思路】
【易错提醒】
动量是矢量,动量变化的运算遵循平行四边形定则.不在同一直线上时,动量的变化量Δp的大小,不等于动量大小的变化.
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