第1章 第1节 动量（正文）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册关键能力提升同步学案（人教版）

该高中物理导学案围绕动量展开，涵盖动量的概念、变化量及与动能的区别。课堂通过台球碰撞、微观粒子散射图片和牛顿摆演示实验导入，引导学生观察现象后提出问题，再通过滑块碰撞等实验探究，从速度之和到质量与速度乘积之和的分析，逐步归纳碰撞中的不变量，搭建从具体现象到抽象概念的学习支架。 该导学案以实验探究为核心，通过气垫导轨滑块碰撞等实验培养学生科学探究能力，对比动量与动能的矢量性和标量性强化科学思维，帮助学生建立动量的物理观念。典例和对标训练结合实验数据处理，注重矢量运算等关键能力，体现“实验归纳-概念建构-对比辨析”的学科特色学习方法，助力学生深化对动量本质的理解。

1动量 【定标-核心素养】关键能力与核心素养 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. 【本课时主要内容】 动量 动量的变化量 动量与动能 【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= 探究1　寻求碰撞中的不变量 【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。 【探究总结】 "物理学家始终在寻求自然界万物运动的规律，其中包括在多变的世界里找出某些不变量"。碰撞前后物体的质量不变，但质量并不能描述物体的运动状态，不是我们要寻求的不变量；质量与速度的乘积之和保持不变，这就是我们要寻求的不变量。 【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) 典例1 【必备知识】速度基本概念(大小、方向). 【关键能力】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。 【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】 【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 (　　) 　对标训练1 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 【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. 探究2　动量 【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。 【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。 【典例2】下列运动中的物体,动量始终保持不变的是 (　　) 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). 【关键能力】　 【答案】C　 【解题思路】 【对标训练2】关于物体的动量,下列说法正确的是 (　　) 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 【答案】B　 【解题思路】 【易错提醒】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. 探究3　动量的变化量 【问题导入】 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。 【思考与讨论】 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 【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? 【必备知识】速度变化量的矢量运算. 【关键能力】　 　【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】 　 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. 【对标训练3】3一个质量为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 【答案】(1) 0.56 kg·m/s,方向竖直向上 (2) 0　 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. 探究4　动量与动能 【问题导入】 旋转秋千是常见的游乐设施，当旋转秋千 匀速转动时，对于旋转秋千里的游客，可以 转化为如图所示的模型。 【思考与讨论】 游客每一时刻的动量相同吗？动能相等吗？ 动量是矢量，方向与速度方向相同，游客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。 动能是标量，游客做匀速圆周运动时速度大小不变，则动能不变。 【典例4】关于动量与动能,以下说法中正确的是 (　　) A. 两个物体动能相同,它们的动量也一定相同 B. 两个物体动量相同,它们的动能也一定相同 C. 质量相等的两个物体若动量相同,则它们的动能一定相同 D. 质量相等的两个物体若动能相同,则它们的动量一定相同 【必备知识】动量和动能的定义,动量和动能的标矢性. 【关键能力】 【答案】C　 【解题思路】 动量和动能的比较 类别 动量 动能 表达式 p=mv Ek= mv2 标矢性 矢量 标量 物理意义 描述物体运动状态的物理量 换算关系 p= ,Ek= 【对标训练4】如图所示,PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆弧轨道,圆心O在S的正上方.在O和P两点各有一个质量为m的小物块a和b,从同一时刻开始,a自由下落,b沿圆弧轨道下滑.下列说法正确的是 (　　) 　对标训练4 A. a比b先到达S,它们在S点的动量不相同 B. a与b同时到达S,它们在S点的动量不相同 C. a比b先到达S,它们在S点的动量相同 D. b比a先到达S,它们在S点的动量相同 【答案】A　 【解题思路】 【易错提醒】动量有方向,方向与速度方向一致.质量相等的两个物体,即使动能相同,只能说明v的大小相同,如果方向不同,则动量不相同. 学科网（北京）股份有限公司 $