内容正文:
3 动量守恒定律
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 动量守恒定律的条件;
动量守恒定律的应用. 能根据题目情景选择合适的力学系统,并能判断哪些是外力哪些是内力,具备推理论证能力.
能通过牛顿运动定理推导出动量守恒表达式,具备逻辑推理能力.
能在具体问题中判断动量是否守恒,锻炼信息提取能力和知识运用能力.
能熟练运用动量守恒定律解释生产生活中的有关现象,具备具备语言组织和表达能力.
能用动量守恒定律分析和解决实际问题,锻炼物理模型建构和思维建模能力.
明确相等和守恒的区别,理解动量守恒的内涵,形成守恒的物理观念.
用动量和动量守恒的语言解释生活中碰撞的现象,深化运动与相互作用的物理观念.
由动量定理得出动量守恒结论,提升科学探究中的分析综合、推理论证能力.
重点及难点 动量守恒定律的理解;
动量守恒定定律的条件;
动量守恒定律的应用.
题型及难度 选择题和解答题均衡,
难度适中.
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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】 两个(或多个) 系统中 以外 不受外力 所受外力的矢量和为0 m1v1'+m2v2' 合外力为0 相同 低速 高速
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探究1 相互作用的两个物体的动量改变
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第一章 动量守恒定律
【问题导入】
【思考与讨论】
观看图片:第一节中,两小车碰撞前后动量之和不变,对于两个冰壶碰撞,碰撞前后动量之和不变的结论是否还适用?怎样证明这一规律普遍适用?
将冰壶抽象为两个小球A和B,两个小球A和B的质量分布为m1和m2,当A追上B时发生碰撞(两物体匀速,且v1>v2)。碰撞后A、B的速度分别是v′1和v′2,
1、物体A和B在碰撞中都受到哪些力?影响A、B动量变化的是哪些力的冲量?这些冲量之间是什么关系
2、规定初速度方向为正方向,根据牛顿第三定律和动量定理,分别列出两物体的动量表达式。
3、观察上式,你有什么发现?
4、若碰撞时相互作用力是变力,上述推导是否仍然正确?为什么?
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【典例1】
探究1 相互作用的两个物体的动量改变
【必备知识】动量守恒定律的应用条件和计算方法.
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第一章 动量守恒定律
(教材改编题)在光滑水平冰面上,一位质量为60 kg的滑冰者甲,以4 m/s的速度向右滑行,碰上一位质量为40 kg、相对冰面静止的滑冰者乙.碰撞后,两人抱在一起共同运动.求碰撞后两人的共同速度.
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【关键能力】
探究1 相互作用的两个物体的动量改变
【答案】2.4 m/s,方向向右
【解题思路】
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第一章 动量守恒定律
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【探究总结】
探究1 相互作用的两个物体的动量改变
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第一章 动量守恒定律
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【对标训练1】
探究1 相互作用的两个物体的动量改变
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第一章 动量守恒定律
质量为2 kg的A球以3 m/s的速度撞击静止的B球,碰撞后A球以1 m/s的速度继续朝原方向运动.若B球质量为1 kg,求碰撞后B球的速度.
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探究1 相互作用的两个物体的动量改变
【答案】4 m/s,方向与A球原运动方向相同
【解题思路】
【易错提醒】1. 矢量方向处理错误:忘记规定正方向,将负方向的速度直接取正值,导致计算结果错误.
2. 混淆 “动量大小” 与 “动量”:误认为 “动量守恒” 是 “动量大小之和不变”,忽略方向对总动量的影响(如两物体反向运动,总动量为两者矢量和,而非大小和).
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第一章 动量守恒定律
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【问题导入】
探究2 动量守恒定律
【思考与讨论】
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第一章 动量守恒定律
如图,光滑的地面上,静止的物块A和物块B用细线相连,中间有一个压缩了的轻质弹簧,烧断细线后,物块A和物块B分别向左、向右运动。
B
A
1、物块A和物块B在细线烧断后,分别受到哪些力,是否外力矢量和为0?
2、若把物块A和物块B看成一个力学系统,忽略系统中物体间的作用力,系统受到哪些力?是否外力矢量和为0?
3、物块A和物块B都获得了动量,系统的总动量是否增加了?
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【典例2】下图所反映的物理过程中,系统动量守恒的是 ( )
探究2 动量守恒定律
【必备知识】动量守恒定律.
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典例2
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【关键能力】
探究2 动量守恒定律
【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 动量守恒定律
【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 动量守恒定律
A. 大炮发射时,以炮身和炮弹为一系统
B. 用肩部紧紧抵住步枪枪托,以子弹和步枪为一系统
C. 从高空自由下落的重物落在静止于地面上的车厢,以重物和车厢为一系统
D. 光滑水平面上放一个表面光滑的斜面体,一个物体沿斜面滑下,以物体和斜面体为一系统
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第一章 动量守恒定律
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探究2 动量守恒定律
【答案】A
【解题思路】
【易错提醒】
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第一章 动量守恒定律
1. 系统守恒条件:① 系统不受外力;② 受外力但外力的矢量和为0;③ 外力远小于内力.容易出现少分析外力,或者把内力当外力处理的问题.
2. 对于某些特殊情况注意区分“某一方向动量守恒”和“动量守恒”等关键词.
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【问题导入】
探究3 动量守恒定律的应用
【思考与讨论】
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第一章 动量守恒定律
一枚在空中飞行的火箭,质量为m,在某时刻速度为v,燃料即将耗尽。此时火箭突然炸裂成两块,其中质量为m1的一块沿着和初速度方向相同的方向飞去,速度为v1。
本题与课本P15例题相比有哪些变化?另一块的速度方向朝哪?
在此爆炸过程中动量还守恒吗?如何判断?
求出炸裂后另一块的速度v2,并判断飞行方向;
火箭在炸裂前后,系统是否机械能守恒?如果不守恒,机械能怎么变化?
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【典例3】
探究3 动量守恒定律的应用
【必备知识】动量守恒定律.
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第一章 动量守恒定律
(教材改编题)在列车编组站,一辆质量为1.8×104 kg的机车A在平直轨道上以3 m/s的速率向右运动,同时机车B以1 m/s的速率向左运动,不计机车与车轨的摩擦,若碰撞后
典例3
(1) A、B两车都以2 m/s的速率向右运动, B的质量是多少?
(2) A、B两车都以2 m/s的速率反弹, B的质量是多少?
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【关键能力】
探究3 动量守恒定律的应用
【答案】(1) 6×103 kg (2) 3×104 kg
【解题思路】
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第一章 动量守恒定律
(1)
(2)
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探究3 动量守恒定律的应用
【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3】
探究3 动量守恒定律的应用
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第一章 动量守恒定律
将两个完全相同的磁铁(磁性极强)分别固定在质量相等的小车上,水平面光滑.开始时甲车速度大小为3 m/s,方向向右,乙车速度大小为2 m/s,方向向左并与甲车速度方向在同一直线上,如图所示.
对标训练3
(1) 当乙车速度为0时,甲车的速度多大?方向如何?
(2) 由于磁性极强,故两车不会相碰,那么两车的距离最近时,乙车的速度是多大?方向如何?
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探究3 动量守恒定律的应用
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第一章 运动的描述
【答案】(1) 1 m/s 方向向右 (2) 0.5 m/s 方向向右
【解题思路】(1)
【易错提醒】
1. 学生易直接套用动量守恒定律公式,未先分析系统是否受外力(如全部无摩擦的情况,物体沿斜面下滑情境).
2. 忽略临界条件:两车距离最近时的 “速度相同” 是关键,学生易误将 “乙车速度为0” 当作最近点,需结合运动情境分析(速度不同时仍有相对运动,距离会变化).
(2)
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