第八章 动 量.doc

教育是一项良心工程第八章 动 量 学习目标学习内容知识与技能过程与方法情感态度与价值观探索碰撞中的不变量1知道碰撞按维度的分类，了解一维碰撞现象2了解碰撞过程中的不变量3知道几种“探究碰撞中不变量”实验方案的原理1观察实验中碰撞物体运动发生的变化，猜想物体碰撞过程中的不变量2经历碰撞过程中不变量的探究过程，体验猜想验证的科学方法1通过实验培养从实验中总结规律和热心科学研究的兴趣、勇于探索的品质2通过用动量守恒定律和动量定理解释(或解决)一些实际问题，体会物理规律的重要作用3通过我国成功研制和发射长征系列火箭的事实，结合我国古代对于火箭的发明和我国的现代火箭技术已跨入世界先进行列，激发热爱祖国的情感动量守恒定律(一)1知道动量矢量的概念2知道动量变化是矢量，并会正确计算一维的动量变化3了解系统的概念，能正确区分系统的内力和外力学会计算系统的总动量4初步掌握动量守恒定律1了解动量概念的建立过程2通过查阅资料，体会动量守恒定律得出的艰难过程3经历求解动量变化的过程，体会一维矢量相减的处理方法动量守恒定律(二)1掌握系统动量守恒的条件，了解动量守恒定律的适用范围2掌握运用动量守恒定律解题的一般步骤3了解二维的动量变化量会用作图法求出二维动量变化量经历从牛顿运动定律分析碰撞，得出动量守恒定律的过程，体会两个物理规律之间的联系碰撞1了解弹性碰撞和非弹性碰撞，知道弹性碰撞和非弹性碰撞的特点2了解对心碰撞和非对心碰撞，了解非对心碰撞的处理方法3了解散射的概念(微观粒子的碰撞)1通过对弹性碰撞的分析，体会物理模型、数学工具在解决实际问题中的作用，并能对分析结果进行评估2经历非对心碰撞的处理过程，体会正交分解的处理方法反冲运动和火箭1知道反冲运动，举例说明反冲运动的应用会解释反冲现象并能处理有关问题2了解火箭的飞行原理和主要用途，了解航天技术的发展和宇宙航行通过对反冲运动的解释，掌握用动量守恒定律分析和解决实际问题的方法用动量概念表示牛顿第二定律1理解冲量矢量的概念2掌握动量定理的内容，知道动量定理是牛顿第二定律的另一种表达方式3会用动量定理解释日常生活中的有关现象4知道物体动量的大小和动能的关系1通过实例，体会力改变物体运动状态的最终效果和力的作用时间有关2通过变力冲量的求解过程，体会“先无限分割再求和”的处理方法 学习指导一、本章知识结构二、本章重难点分析1实验：探索碰撞中的不变量(1)实验目的：探索碰撞前后保持不变的物理量显然碰撞前后质量是不变的，还有什么物理量是不变的呢？会不会是速度的和不变？会不会是v/m不变？会不会是mv不变，或者是其他什么物理量不变？先猜猜看要对每一种碰撞都进行以上讨论，对每一种碰撞都填写一张表格在各类碰撞中都不变的量才算是我们寻找的不变量(2)实验方案：课本给出了三个实验方案(气垫导轨上滑块碰撞实验、两单摆摆球碰撞实验、打点计时器结合两小车碰撞实验)，三个实验方案都巧妙解决了测量物体速度的问题气垫导轨上滑块碰撞实验中，利用滑块在一小段位移(挡光片前沿距离)的平均速度代替瞬时速度两单摆摆球碰撞实验中，利用机械能守恒定律，根据摆角大小推算瞬时速度打点计时器结合两小车碰撞实验中，通过处理和小车连接的纸带就能得出碰撞前后小车的速度如果碰撞部分是撞针和橡皮泥、两个尼龙拉扣、两块胶布，这样的碰撞机械能损失很大(3)实验记录：要事先设计好表格(参考课本P3表格)，明确要记录的物理量(4)实验结论：由测量值计算得到的两物体mv之和不可能在碰撞前后完全“不变”，要与其他检测的物理量对比，这时才会发现，与其他物理量相比，两物体的mv之和“很可能”是不变的不能由这样几个有限实验得出确定的结论本章整体思路如下：通过实验寻找碰撞过程中“保持不变的量”得到“很可能不变”的量mv前辈们在寻找不变量的过程中逐渐认识了动量经过几个世纪的探索与争论建立动量守恒定律动量守恒定律的应用动量守恒定律与牛顿运动定律的关系2动量动量是描述物体运动状态的物理量注意动量下面几个特点：(1)动量是状态量，它与某一时刻相对应(2)动量有相对性选取不同的参照物，同一物体的动量可能不同动量是由物体的质量和速度共同决定的，由于速度的大小和方向与参考系的选择有关，所以动量的大小和方向具有相对性通常在不明确说明参考系的情况下，指的是物体相对于地面的动量(3)动量是矢量两个物体的动量相等，是指两物体的动量大小相等、方向相同(4)动量的变化可分为三种情况：动量的大小发生变化而方向没有变化(如直线运动中做加速运动的物体)；动量的方向发生变化而大小没有变化(如做匀速圆周运动的物体)；动量的大小和方向均发生变化(如做平抛运动的物体)想一想：你能举出一个物体的动量大小不变而只是方向发生变化的例子吗？例1 下列说法中正确的是( )A物体的动量改变，一定是速度大小发生了改变B物体的动量改变，一定是速度方向发生了改变C物体的速度大小改变，其动量一定改变D物体的速度方向改变，其动量一定改变动量的变化用Dp表示，是指物体的末动量与物体的初动量之差，即Dpp2p1动量的变化Dp也是矢量，Dp的方向与速度变化Dv方向相同，既不一定与初动量方向相同，也不一定与末动量方向相同对于一维运动，可以先选取正方向，然后用正负号表示p2、p1的方向，求它们的差就简化为代数运算，差的正负就表示Dp的方向与所选取的正方向相同还是相反例2 质量为0.1kg的弹性小球，以10m/s的水平速度与竖直墙发生正碰，碰后以10m/s速度返回，求小球的动量变化(5)动量和动能的区别和联系动量(mv)和动能都是描述物体运动状态的物理量，都取决于运动物体的质量和速度，但是这两个物理量有着本质的区别：动能是标量而动量是矢量，物体的动量发生变化时动能不一定变化，如匀速圆周运动但动能发生变化时，动量必发生变化动量p的大小与动能Ek的关系是：Ekp2/2m，或例3 关于动量和动能以下说法正确的是( )A物体的动量不变，则动能不变B物体的动能不变，则动量不变C动量大的物体动能一定大D物体的动能加大，则动量一定加大3动量守恒定律动量守恒定律是自然界最普通的规律之一，它适用于宏观物体间的相互作用，也适用于微观世界中分子、原子、原子核之间的碰撞(1)动量守恒定律的表述：如果一个系统不受外力，或者受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变即：m1v1m2v2m1v1m2v2(2)使用条件：(a)系统不受外力或系统所受外力的合力为零，则系统的动量守恒；(b)系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上不受外力或合力为零，则在该方向上动量守恒(c)系统所受的外力的合力虽不为零，但比系统内力小得多，如碰撞问题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计，系统动量可以认为(近似)守恒例4 分析以下情景中，系统的动量是否守恒？人在光滑水平面上的小车上行走，小车和人组成的系统，动量是否守恒？手榴弹在空中爆炸，手榴弹各部分组成的系统，动量是否守恒？子弹射入悬挂着的沙袋中的一小段时间内(可以认为沙袋未动)，子弹和沙袋组成的系统，动量是否守恒？匀速行驶的列车，机车与车厢脱钩后(车厢未停之前)，机车与车厢组成的系统，动量是否守恒？(3)动量守恒定律的数学表达式：除了m1v1m2v2m1v1m2v2外，还有：Dp1Dp20和Dp1Dp2(4)动量守恒定律的应用对象是一个系统，应用它的基本步骤是：(a)明确研究对象和研究过程；(b)分析系统所受外力(系统外的物体对系统内的物体的作用力)、内力(系统内部物体之间相互作用力)，判定所研究的系统动量是否守恒；(c)确定所研究的过程的初末状态，确定系统的初动量和末动量；(d)对于物体在作用前后运动方向都在一条直线上的情形，应先选取正方向，用正负号表示各动量的方向，列动量守恒方程要注意各物体的动量都应相对于同一个参考系例5 一个质量为60kg的人，从河岸上以4m/s的水平速度跳到质量为100kg的小船上不计水的阻力，船将以多大的速度离岸而行？(5)动量守恒定律与牛顿运动定律从现代物理学的理论高度来认识，动量守恒定律是物理学中最基本的普适原理之一(另一个最基本的普适原理是能量守恒定律)从科学实践的角度来看，迄今为止，人们尚未发现动量守恒定律有任何例外，无论在宏观还是微观方面，无论是高速运动还是低速运动的物体，动量守恒定律都是适用的牛顿运动定律只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子；只适用于物体的低速(远小于光速)运动问题，不能用来处理高速运动问题例6 一静止的质量为M的不稳定原子核，当它放射出质量为m的速率为v的粒子后，原子核剩余部分的速率为_4碰撞碰撞是指两个物体相互作用时间极短、相互作用力很大、各自动量急剧变化的过程(1)碰撞过程遵守动量守恒定律由于作用时间极短，一般都满足内力远远大于外力，所以可以认为系统的动量守恒碰撞可分为弹性碰撞和非弹性碰撞两种(2)碰撞过程中机械能守恒：弹性碰撞在光滑的水平面上质量分别为m1、m2的两个小球，质量为m1的小球以速度v1去碰撞质量为m2的静止小球这两个小球碰撞的过程如图81所示：先接触、形变、最大形变，然后逐步恢复原状(即小形变接触)，最后分离图81如果碰撞过程中没有损失机械能，则有可以解得：，对结果的分析：若m1m2：v1v1 v20 球碰墙若m1m2：v10 v20 小球碰大球若m1m2：v10 v2v1 交换速度若m1m2：v10 v2v10 大球碰小球若m1m2：v1v1 v22v1 车撞球凡题目给出：“过程中机械能没有损失”，均按弹性碰撞处理(3)碰撞过程中机械能不守恒：非弹性碰撞如果发生的碰撞，有机械能损失，这种碰撞就称为非弹性碰撞可以借助数学工具(二次函数)证明，碰后两个物体粘在一起不再分开，共同运动，这种碰撞机械能损失最多证明过程请同学自己完成想一想：在如图82所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后，留在木块内，将弹簧压缩到最短现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，此系统从子弹开始射入木块到弹簧压缩到最短的整个过程中，动量是否守恒？机械能是否守恒？说明理由图825反冲运动 火箭在系统内力作用下，系统内一部分物体向某方向运动时其余部分向相反方向运动的现象称为反冲喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例显然，在反冲现象里，系统的动量是守恒的，机械能是增加的，有其他形式的能量向机械能转化想一想：为什么在反冲现象中，系统的动量是守恒的？解答：在反冲现象中，系统所受的合外力一般不为零但是反冲运动属于内力远远大于外力的情况，可以认为反冲运动中系统动量守恒(近似守恒)(1)反冲运动的应用反冲运动有广泛的应用，农田、园林的喷灌装置、反击式水轮机、喷气式飞机、火箭等都是反冲的重要应用(2)反冲运动的危害军训中打枪时枪身有后坐力，枪身反冲向后运动会影响射击的准确性，所以射击时要用肩膀顶住枪身，减少反冲的影响大炮发射出炮弹后，炮身由于反冲而向后运动一段距离，如果还要再次打击这个目标，必须重新调整位置，重新瞄准这样的装备在现代军事中显然是落伍的随着科学技术的进步和发展，已经发明了自动复位装置和无后坐力大炮例7 一门旧式大炮，水平射出一枚质量为10kg的炮弹，炮弹飞出的速度为500m/s，炮身的质量是2000kg，则炮身后退的速度大小是多少？(3)火箭反冲运动在科技中的运用非常广泛，人类能够发射绕地球运动的卫星，还能够发射飞出太阳系的带着人类文明和问候的“旅行者”号探测器，所有这些先进仪器的发射都离不开火箭想一想：(a)火箭达到最大速度是在什么时候？(b)这个最大速度取决于什么因素？火箭达到最大速度，应该是燃料燃尽时获得的速度主要取决于两个因素：喷气速度、质量比(火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量的比值)喷气速度越大，质量比越大，最终速度就越大提高喷气速度，需要使用高质量的燃料，常用的是液氢，并且以液氧为氧化剂由于客观原因，一级火箭燃烧殆尽时，其速度还达不到第一宇宙速度，要想成功发射人造地球卫星，就要有多级火箭，第一级火箭燃烧将尽时点燃第二级火箭，并且抛掉第一级火箭的空壳，使火箭的总质量减少，因而能够达到很高的速度，可用来发射洲际导弹、人造卫星、宇宙飞船等；但是级数越多结构越复杂，可靠性会降低，所以多级火箭一般以三级火箭比较多见例8 火箭发射前的总质量为M，燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为v(对地)，燃料燃尽后火箭的飞行速度v1为多大？例9 如图83，长为L、质量为M的小船停在静水中，一质量为m的人立在船头不计水的阻力，当人从船头走到船尾的过程中，人和船对地面的位移各是多少？图836用动量概念表示牛顿第二定律(1)牛顿第二定律的另一种表述：根据牛顿第二定律Fma得Fmam(v2v1)/t(p2p1)/tDp/t，即FDp/t这是牛顿第二定律的另一种表达形式：物体动量的变化率等于物体所受的合力实际上现代物理学把力定义为物体动量的变化率：(这是牛顿第二定律的另一种形式)(2)冲量(a)冲量是过程量，它与时间相对应(b)冲量是矢量，它的方向由力的方向决定如果力的方向在作用时间内保持不变，那么冲量的方向就和力的方向相同(c)公式IFt只能用于计算恒力的冲量例10 如图84所示，一个物体在与水平方向成q角的拉力F的作用下匀速前进，经过一段时间t对几个力的冲量，说法正确的是( )图84A拉力对物体的冲量为FtB拉力对物体的冲量为FtcosqC摩擦力对物体冲量为FtD合外力对物体的冲量为Ft(3)动量定理(a)动量定理的内容：物体所受冲量的和等于物体的动量变化量，即IDp(b)动量定理的表达式是矢量式在一维的情况下，各个矢量必须以同一个规定的方向为正(c)动量定理公式中的Ft是合力的冲量，是使研究对象动量发生变化的原因在所研究的物理过程中，如果作用在物体上的各个力作用时间相同，求合力的冲量可先求出所有力的合力，再乘以时间，也可以求出各个力的冲量再按矢量运算法则求出所有力的合冲量如果作用在被研究对象上的各个力的作用时间不同，就只能先求每个力在相应时间内的冲量，然后再求这些冲量的矢量和(d)用动量定理定性解释现象在生活中，我们要得到很大的作用力，就要减少力的作用时间；而有时又需要延长力的作用时间来减小力的作用想一想：下列情形中，哪些是通过减少力的作用时间来增大作用力的，哪些是通过延长力的作用时间来减小作用力的？用铁锤钉钉子，在铁锤的敲打下钉子被钉进去；跳远运动员跳在沙坑里；篮球运动员接迎面飞来的篮球，手接触到球后，两臂随球后移至胸前把球接住；轮船的码头上装有橡皮轮胎，轮船正准备停靠码头的过程；搬运玻璃等易碎物品时，箱子里放些碎纸、刨花、泡沫塑料等；工厂里，工人用冲床冲压钢板(e)应用动量定理的解题步骤动量定理是由牛顿第二定律和运动学公式推出的，如涉及力与作用时间的问题应优先选用动量定理解题解题步骤如下：确定研究对象；进行受力分析，确定物体全部受力及作用时间；找出物体的初末状态并确定相应的动量；选定正方向，用正负号表示每个力的冲量和物体的初、末动量；根据动量定理列方程求解例11 一质量为0.5kg的弹性小球从高处落到地面后以原速率反弹，落地前的速度为4m/s，小球与地面的相互作用时间为0.2s，g取10m/s2，则小球受到的地面的平均作用力多大？ 探究实践做一做1取一只药瓶，在盖上钻一小孔(瓶盖与瓶子需密封)，再取一块厚泡沫塑料，参照图85做成船的样子，并在船上挖一凹坑以容纳盛酒精的容器(可用金属瓶盖)用两段铁丝，弯成环状以套住瓶的两端，并将铁丝的端头分别插入船中，将一棉球放入容器中，并倒入少量酒精，在瓶中装入半瓶开水将船放入水中，点燃酒精棉球后一会儿瓶中水沸腾产生大量水蒸气，当水蒸气从药瓶盖的孔中喷出时，小船便能勇往直前了图852给一个长条形气球充足气，用手捏住气嘴，撒手后，气球向前飞行3将一个玻璃杯放在水平桌面上，往杯子里倒入半杯水，上面盖一块硬纸板，在硬纸板上放一枚硬币，硬币应在玻璃杯的正上方，用手指将硬纸板迅速弹出，硬币掉入水中4鸡蛋撞地球：给鸡蛋加上适当的装置，使之从六层楼顶掉到水泥地面上，而不破碎要求：附加的装置尽可能简单5你可以把鸡蛋拿到二楼，甚至三楼阳台上，在你的正下方的平地上放两块海绵垫(沙发垫或软泡沫枕头)，请你的同学在垫子旁等候，然后，你对准垫子将鸡蛋放手掉下去，鸡蛋落在垫上竟能反弹一人多高(如图86所示)如果你的同学机灵一点，捉住反弹的鸡蛋是不成问题的为什么鸡蛋从那么高落下而安然无恙？虽然解释起来并不困难，但实地试试，你会感到非常有趣，甚至终生难忘，对动量定理的印象会更为深刻图86(选自：高中物理课外实验)想一想1一小船静止在湖面上一人从岸上跳到船上，小船向哪个方向运动？一个人从静止的船上跳到岸上，小船又向哪个方向运动？去公园的游船码头实地观察一下，试着解释其中的道理2如图87所示，把石块悬挂起来，用手拉石块下的线端如果慢慢地向下拉，石块上面的线被拉断；猛地向下一拉，则石块下面的线被拉断原来你是用惯性来解释这一现象的，如今你学了更多的知识，是否感到以前用惯性所做的解释过于含糊，试着应用动量定理更深入地分析一下图87除了这个有趣的实验外，还有“打不断的纸圈”和“杆断碗不翻”等，都可以用类似的道理解释，如图88所示图88(选自：高中物理课外实验)读一读1安全气囊安全气囊现在几乎已经成为汽车的标准配置，它的工作原理是什么呢？安全气囊是现代轿车上引人注目的新技术装置安装了安全气囊装置的轿车方向盘，平时与普通方向盘没有什么区别但一旦车前端发生了强烈的碰撞，安全气囊就会在瞬间从方向盘内“蹦”出来，垫在方向盘与驾驶员之间，防止驾驶者的头部和胸部撞击到仪表板或方向盘等硬物上这种奇妙的装置自从面世以来，已经挽救了许多人的生命安全气囊的英文缩写字母是SRS，可以在轿车的方向盘上看到其实，安全气囊的正式名称叫“辅助约束系统”(Supplemental Restraint System)顾名思义，它在约束系统中只是充当配角，而主角是安全带因此，使用它的基本前提是佩带安全带，两者相互配合才可以减少伤亡安全气囊系统在检测出汽车发生碰撞后，充气装置的点火剂燃烧，迅速产生气体使气囊膨胀气囊像气垫一样阻隔在人与方向盘，仪表板和前窗之间前座乘客在撞上气囊时，气囊边泄气边吸收冲击的能量如果气囊不泄气，乘员反弹回来又会造成二次伤害因此，气囊从充气到瘪气的工作过程只在弹指间，十分麻利不过，这里的碰撞是有条件的，即需要以一定的角度(侧撞、斜撞、尾撞均不行)，撞击硬质墙面(不能撞击柱面)，同时，撞击要达到一定的强度(25km/h以上)安全气囊方能正常展开根据有关机构统计，在所有可能致命的车祸中，如果正确使用安全带，可以挽救约45的生命；如果同时使用安全气囊，这一比例将上升到60想一想：使用气囊与不使用气囊相比较，为什么前者比较安全？(参考：物理与交通/phyandlife/jt/aqqn.htm)2惠更斯和其他人关于碰撞问题的研究两个弹性球碰撞的问题，伽利略以及他以前的学者就曾经讨论过，但是都没有得到什么重要的结论笛卡尔(Rene Descartes，15961650)是法国数学家、物理学家他最大的贡献是在1631年发表了他的著作几何学，从而创立了解析几何1644年，他在哲学原理一书中讨论过弹性碰撞问题他提出了8条碰撞定律，不过这些定律都不正确例如说：若物体C大于B且静止，则不管B以什么速度碰C，它绝不可能使C运动，B速度越大，C的阻力也越大但是他在这项研究中最早引进了动量的概念由于这一问题的重要性，1668年英国皇家学会提出了碰撞问题的悬赏征文应皇家学会的邀请，瓦里斯(JWallis，16161703)、雷恩(CWren，16321723)和惠更斯参加了这项研究不久，三个人都交出了各人按不同方式研究写成的论文，他们都在这个问题上作出了贡献瓦里斯讨论了非弹性体沿它们重心连线运动时的碰撞，同时也讨论了斜碰撞的情形，随后于1671年发表了弹性碰撞的结果他在讨论中利用了动量的概念他的结果是：若令m与m1的速度分别为v与v1，碰撞后的公共速度为u，则有在同向运动时，在反向运动时现在看来这就是碰撞后两个物体粘在一起时的动量守恒定律惠更斯在论文论物体的碰撞运动中对碰撞问题进行了系统的讨论他详尽地研究了完全弹性碰撞问题(当时叫“对心碰撞”)，发表于论物体的碰撞运动中，包括5个假设和13个命题，得到了一些重要的定律如：“两个物体相互碰撞时，它们的质量乘其速度平方之和在碰撞前后保持不变”，这个定律正好是莱布尼兹关于活力定律的表述雷恩与鲁克合作做了碰撞的实验，于1668年提交了论文马略特(EMariotte，16201684)是法国教士，又是惠更斯的朋友他在1677年写了论文论物体的撞击与碰撞描述了雷恩与鲁克的碰撞实验利用这些实验，马略特证明了动量守恒定律通过对碰撞问题的研究，产生了早期的动能守恒与动量守恒定律的表述(参考：力学家简介/cllx/oldcllx/lxyd/hgs_dke.htm) 诊断反馈第一节 实验：探究碰撞中的不变量1某同学利用气垫导轨上滑块间的碰撞来寻找物体相互作用过程中的“不变量”，实验装置如图89所示实验过程如下(“、”表示速度方向)：图89表1碰前碰后滑块m1滑块m2滑块m1滑块m2速度v(ms1)0.110000.108实验1 使m1m20.25kg，让运动的m1碰静止的m2，碰后两个滑块分开数据如表1根据这个实验可推知(1)碰前物体的速度_(填“等于”或“不等于”)碰后物体的速度；(2)碰前物体的动能_(填“等于”或“不等于”)碰后物体的动能；(3)碰前物体的质量m与速度v的乘积mv_(填“等于”或“不等于”)碰后物体的质量m与速度v的乘积mv表2碰前碰后滑块m1滑块m2滑块m1滑块m2速度v(ms1)0.14000.0690.069实验2 使m1m20.25kg，让运动的m1碰静止的m2，碰后m1、m2一起运动数据如表2根据这个实验可推知(1)碰前物体的速度_(填“等于”或“不等于”)碰后物体速度的矢量和；(2)碰前物体的动能_(填“等于”或“不等于”)碰后物体动能的和；(3)碰前物体的质量m与速度v的乘积mv_(填“等于”或“不等于”)碰后物体的质量m与速度v的乘积mv的矢量和表3碰前碰后滑块m1滑块m2滑块m1滑块m2速度v(ms1)0.12000.0240.070实验3 使2m1m20.5kg，让运动的m1碰静止的m2，碰后m1、m2分开数据如表3根据实验数据可推知，在误差允许范围内：(1)碰前物体的速度_(填“等于”或“不等于”)碰后物体速度的矢量和；(2)碰前物体的动能_(填“等于”或“不等于”)碰后物体动能的和；(3)碰前物体的质量m与速度v的乘积mv_(填“等于”或“不等于”)碰后物体的质量m与速度v的乘积mv的矢量和还进行了其他情景的实验，最终在实验中发现的“不变量”是_2在“探究碰撞中的不变量”实验中，关于实验结论的说明，正确的是( )A只需找到一种情景的“不变量”即可，结论对其他情景也同样适用B只找到一种情景的“不变量”还不够，其他情景未必适用C实验中要寻找的“不变量”必须在各种碰撞情况下都不改变D进行有限次实验找到的“不变量”，具有偶然性，结论还需要检验第二节 动量守恒定律(一)1下列关于动量的论述中正确的是( )A质量大的物体动量一定大B速度大的物体动量一定大C动量的方向与速度的方向相同D动量的方向可能与速度方向相反2质量分别为m和2m的两个物体若二者动能相等，则它们的动量大小之比为_；若二者动量相同，则它们的动能之比为_3下列说法中，正确的是( )A物体的速度发生变化，其动能一定发生变化B物体的速度发生变化，其动量一定发生变化C物体的动量发生变化，其动能一定发生变化D物体的动能发生变化，其动量一定发生变化4质量为m、速度为v的小球与墙壁垂直相碰后以原速率返回，则小球动量的变化量为(以原来速度方向为正方向)( )A0BmvC2mvD2mv5两个物体在光滑水平面上发生碰撞后都停了下来这两个物体在碰撞前( )A质量一定相等B速度大小一定相等C动量大小一定相等D动能一定相等6在光滑的水平面上，质量m110g的小球A以v130cm/s的速度向右运动，质量为m250g的小球B以v210cm/s速度向左运动A、B发生碰撞，碰撞后小球B静止求碰后小球A速度的大小和方向7长为1.6m的细绳，上端固定，下端系一质量为1kg的木球(可视为质点)，木球静止于悬点正下方一颗质量为10g的子弹以300m/s的速度水平射入木球并穿出，穿出时子弹速度为100m/s，求子弹穿出时木块的速度第三节 动量守恒定律(二)1关于牛顿运动定律和动量守恒定律的适用范围，下列说法正确的是( )A牛顿运动定律也适于解决有关高速运动的问题B牛顿运动定律也适于解决有关微观粒子的运动问题C动量守恒定律对高速和低速运动的问题都适用D动量守恒定律只适于解决有关微观粒子的运动问题2如图810所示，物体m置于斜面M上，M与水平面之间没有摩擦当m沿斜面下滑时，m和M组成的系统图810A系统的动量守恒B系统在竖直方向上的动量守恒C系统在水平方向上的动量守恒D系统在任何方向上的动量都不守恒3在光滑水平面上停着一较长的木板车，木板车的右端停着一辆四驱赛车如果开动赛车向左运动，则木板车( )A向右运动B向左运动C保持静止D运动方向无法确定4如图811所示，设质量为M的导弹运动到空中最高点时速度为v0，此时导弹突然炸成两块(炸药的质量忽略不计)，质量为m的一块以速度v沿v0的方向飞去，则另一块( )图811A可能沿v0的方向飞去B可能沿v0的反方向飞去C可能做自由落体运动D可能竖直向上飞去5一个静止的质量为M的不稳定原子核，当它放射出质量为m、速度为v的粒子后，原子核剩余部分速度的大小为_，方向为_6如图812所示，质量分别为m和M的两个木块A和B，用细线连在一起，在恒力F的作用下，沿水平桌面以速度v做匀速运动突然两物体间的连线断开，这时仍保持拉力F不变求当木块A停下时，木块B速度的大小(请分别用牛顿运动定律和动量守恒定律求解)图8127如图813所示，质量m2kg的平板车静止在光滑水平面上。质量M3kg的小滑块以v02m/s的水平速度滑上平板车，滑块与平板车之间的动摩擦因数m0.4平板车足够长，以至滑块不会从平板车上掉下取g10m/s2求平板车与滑块共同运动的速度(请分别用牛顿运动定律和动量守恒定律求解)图8138如图814所示，在光滑水平面上的两个木块A、B，A、B的质量都是1.0kg静止的木块B的左侧跟一根轻质弹簧连接在一起，A以v02m/s的速度向右运动，压缩弹簧使B也向右运动，求：图814(1)A、B速度相等时的速度大小；(2)弹簧的最大弹性势能第四节 碰 撞1相向运动的A、B两辆小车相撞后，一同沿A原来的方向运动，这是由于碰前( )AA车的质量一定大于B车的质量BA车的速度一定大于B车的速度CA车的动量一定大于B车的动量DA车的动能一定大于B车的动能2物体A、B在同一直线上运动，碰撞后粘合在一起运动则碰撞前后它们的( )A总动量不变，总动能不变B总动量变化，总动能不变C总动量不变，总动能变化D总动量变化，总动能变化3质量为3m的机车，以速度v0与质量为2m的静止车厢碰撞后挂接在一起则( )A碰后机车的速度为B碰后机车的速度为C碰撞过程没有机械能损失D碰撞过程机械能损失4一个质量为m的小球A在光滑的水平面上以3m/s速度向右运动，与一个质量为2m的静止的小球B发生正碰假设在碰撞中没有机械能损失，则碰后( )AA球、B球都向右运动，速度都是1m/sBA球向左运动，速度为1m/s；B球向右运动，速度为2m/sCA球向左运动，速度为5m/s；B球向右运动，速度为1m/sDA球向右运动，速度为0.5m/s；B球向右运动，速度为1.25m/s5如图815所示，一端连接轻弹簧的物体B静止在光滑水平面上，质量为m的物体A以速度v0正对B向右滑行，在A和B发生相互作用的过程中( )图815A任意时刻系统的总动量都为mv0B任意时刻系统的总动能都为C弹簧压缩到最短时，A、B两物体的速度相等D弹簧压缩到最短时，系统的总动能最小6如图816所示，一根轻弹簧，左端与质量为1.99kg的木块B连接，右端固定在竖直墙上不计B与水平桌面间的摩擦质量为10g的子弹A以1.0102m/s的速度沿水平方向射入木块B后留在木块内求：图816(1)弹簧弹性势能的最大值；(2)子弹打入木块的过程中内能的增加量第五节 反冲运动和火箭1火箭开始工作后做加速运动的原因是( )A燃料推动空气，空气反作用推动火箭B火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用推动火箭C火箭吸入空气，然后向后喷出，空气反作用推动火箭D火箭燃料燃烧，加热周围空气，空气膨胀推动火箭2高山上安放了一座大炮，炮管的质量为M，发射的炮弹质量为m，炮弹出口相对地面的速度为v，炮管水平若不计炮管与接触件间的摩擦，则炮管后退的速度的大小为_3向空中斜向上发射一物体，不计空气阻力，当物体的速度恰好沿水平方向时，物体炸裂成a、b两块，若质量较大的一块a的速度方向仍沿原来的方向，不计炸药质量，则( )Ab的速度方向一定与原速度方向相反Ba、b一定同时到达水平地面C炸裂后a、b的动量大小相等，方向相反D从炸裂到落地这段时间里，a飞行的水平距离一定比b的大4静止在水面的小船质量为M，船长为d，质量为m的人站在船头当人由船头匀速走到船尾，不计水的阻力，小船移动的距离为( )ABCD5甲、乙两个溜冰者，质量分别为48kg和50kg，甲手里拿着质量为2kg的球，两人均以2m/s的速度在冰面上相向滑行，为避免相撞，甲将手中的球传给乙，乙再将球传给甲，经过几个来回后，球停在甲的手中，乙的速度变为零，则此时甲的速度为_m/s6一颗质量为0.6kg的手榴弹以10m/s的速度水平飞行设它炸裂成两块后，质量为0.2kg的小块速度为100m/s，其方向与原飞行方向相同求：(1)另一块速度的大小和方向；(2)手榴弹爆炸时有多少化学能转化成机械能第六节 用动量概念表示牛顿第二定律1如图817所示，跳高时在横杆的后下方要放置厚海绵垫，其中原因是( )图817A延长人体与垫的接触时间，使人受到的冲力减小B减少人体与垫的接触时间，使人受到的冲力减小C延长人体与垫的接触时间，使人受到的冲力增大D减少人体与垫的接触时间，使人受到的冲力增大2物体A的质量为10kg，原来静止在水平面上A与水平面之间的动摩擦因数为0.4，取g10m/s2现在有水平推力F50N作用在A上，F持续作用4s，在此过程中物体A所受的总冲量大小为( )A200NsB900NsC100NsD40Ns3下列说法中正确的是( )A物体受到力的冲量的大小等于物体动量的大小B物体受到力的冲量的方向与物体动量的方向相同C物体受到力的冲量越大，物体的动量变化就越快D物体受到力的冲量越大，物体的动量变化就越大4质量为m、速度为v的小球与墙壁垂直相碰后以的速度返回，则小球受到墙的冲量大小为( )A0B0.5mvCmvD1.5mv5甲、乙两个质量相等的物体，以相同的初速度在水平面上自由滑行，甲物体先停下来则( )A甲物体受到的冲量大B乙物体受到的冲量大C两物体所受的冲量相等D甲物体受到的阻力大6一质量为100g的小球从0.80m高处自由下落到一厚软垫上若从小球接触软垫到小球陷到最低点经历了0.20s取g10m/s2，不计空气阻力求软垫对小球平均作用力的大小7质量分别为m和M的两个物体以相同的初动量在粗糙水平面上自由滑行，直到停止若两个物体与水平面之间的动摩擦因数相同，分别求两个物体滑行的时间、滑行的距离之比全章练习(一)1下列说法中正确的是( )A作用在物体上的力越大，力的冲量越大B力的作用时间越长，力的冲量越大C两个力合力的冲量可能小于其中一个力的冲量D作用在静止的物体上的力，其冲量一定等于02物体做匀变速直线运动，在某段时间内物体动量变化的方向( )A与这段时间内物体的位移方向相同B与这段时间内物体的平均速度方向相同C与这段时间内物体的速度变化的方向相同D与物体的加速度方向相同3对运动的物体，用恒力使它停下来，所需的时间取决于物体的( )A初速度B加速度C初动量D质量4在光滑水平面上的两个物体发生碰撞则( )A碰撞过程中，两个物体的动量变化相同B碰撞过程中，两个物体所受的冲量相同C碰撞前后两个物体的总动量不变D碰撞后两个物体的总动量将减小5如图818所示，在光滑的水平面上有静止的物体A和B，A的质量是B的2倍两个物体之间有细绳捆绑的轻弹簧相连当把绳剪开A、B被弹开后( )图818AA的速度大于B的速度BA的速度小于B的速度CA的动量大于B的动量DA的动量小于B的动量6在水平地面上有一木块，质量为m，它与地面间的动摩擦因数为m物体在水平恒力F的作用下由静止开始运动，经过时间t后撤去力F，物体又前进了时间2t后才停下来这个力F的大小为( )AmmgB2mmgC3mmgD4mmg7甲、乙两物体的质量分别为m甲和m乙，且m甲m乙，它们运动过程中受到相同的阻力作用，则( )A若它们的初动能相同，则甲物体运动的时间较长B若它们的初动能相同，则乙物体运动的时间较长C若它们的初动量相同，则甲物体运动的时间较长D若它们的初动量相同，则乙物体的时间较长8一小船连同船上的人和物的总质量是M，船在静水中以速度v0行驶某时刻从船尾自由掉下一个质量是m的物体，那么船的速度大小变为( )Av0BCD9一质量为60kg的物体，从某一高度由静止开始下落，到达地面时与地面的平均作用力为3000N，与地面碰撞0.3s后静止取g10m/s2，求物体下落的高度10如图819所示，一轻质弹簧两端连着物体A、B，放在光滑的水平面上若物体A被水平速度为v0的子弹射中，且后者留在物体A中已知物体A的质量为3m，B的质量为4m，子弹质量为m弹簧被压缩到最短时，求：图819(1)物体A、B的速度；(2)弹簧的弹性势能全章练习(二)一、单选题1质量为m的物体放在水平地面上，在与水平方向成q 角的拉力F作用下，从静止开始运动，经过时间t，速度达到v在这段时间内，拉力F和重力的冲量大小分别为( )AFt，0BFtcosq，mgtCmv，0DFt，mgt2对物体所受的合力与其动量之间的关系，下列叙述中正确的是( )A合力与动量变化量成正比B合力与动量对时间的变化率成正比C合力与物体的初动量成正比D合力与物体的末动量成正比3一个物体分别沿着坡度不同、高度相同的光滑斜面从顶端由静止开始滑下当物体滑到底端时，具有( )A相同的动量B相同的速度C相同的加速度D相等的动能4下列说法中正确的是( )A物体所受合力越大，物体动量的变化就越大B物体所受合力的冲量越大，物体动量变化越大C物体所受的合力恒定时，物体的动量保持不变D物体所受合力的冲量越大，物体的加速度就越大5一物体沿x轴正方向运动，受到10Ns的冲量作用，则物体( )A动量一定减少B初动量的方向沿x轴负方向C末动量的方向沿x轴负方向D动量变化的方向沿x轴负方向6已知甲物体的质量比乙大，那么( )A受到相同的冲量时，甲物体动量变化大B两物体动量变化相同时，甲物体受到的冲量大C两物体动量变化相同时，甲物体受的合力一定大D两物体动量变化相同时，两物体受到的冲量一样大7甲、乙两球碰撞后都变为静止，那么两球在碰撞以前( )A质量一定相等B速度一定相等C动量一定相等D动量大小一定相等8在光滑水平面上的两个小球发生正碰图820为它们碰撞前后的位置图象小球的质量分别为m1和m2，已知m10.1kg由此可以判断( )图820A碰前m2、m1都运动B碰后m2和m1运动方向相同C由动量守恒定律可以算出m20.3kgD碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能二、多选题9已知甲物体的质量比乙大，那么当它们的( )A动能相等时，动量也相等B动能相等时，甲物体动量大C动量相等时，甲物体动能大D动量相等时，乙物体动能大10有质量相同的两个物体，在地面上方同一高度处，使甲自由落下，乙被平抛，不计空气阻力，则两物体( )A落地时动能相同B落地时动量相同C下落过程所受冲量相同D在任意1s内的动量变