新教材2025版高中物理第一章动量守恒定律1.动量学生用书新人教版选择性必修第一册

1.动量新课程标准核心素养目标1.理解动量2．会通过试验寻求碰撞中的不变量物理观念(1)了解生产生活中的各种碰撞现象(2)知道动量概念及其单位科学思维(1)会计算动量的变更量(2)相识动量是描述物体运动状态的物理量，深化运动与相互作用的观念科学探究经验寻求碰撞中不变量的过程，体会探究过程中猜想、推理和证据的重要性必备学问·自主学习——突出基础性素养夯基一、寻求碰撞中的不变量1.寻求碰撞中的不变量所用的试验器材有气垫导轨、________、小车、数字计数器、________等．2．本试验所说的“碰撞前”是指即将________碰撞的那一________，“碰撞后”是指碰撞________的那一时刻．3．分析总结试验的数据，计算两辆小车碰撞前后的动能之和________相等，但是质量与速度的乘积之和基本________．二、动量1．定义：物理学中把质量和速度的乘积mv定义为物体的动量，用字母p表示2．表达式：p＝mv3．单位：在SI制中是________，符号是________．4．方向：动量是矢量，动量的方向与速度的方向________．5．动量变更量假如物体沿直线运动，即动量始终保持在同一条________上，在选定________之后，动量的运算就可以简化成代数运算．即动量的变更量Δp＝p2－p1.【思索辨析】推断正误，正确的画“√”，错误的画“×”．(1)动量的方向与物体的速度方向相同．()(2)物体的质量越大，动量肯定越大．()(3)物体的动量相同，其动能肯定也相同．()(4)物体的动量变更，其速度大小肯定变更．()(5)物体的运动状态变更，其动量肯定变更．()(6)动量越大，动量变更量也越大．()情境思索：水上两个电动碰碰船正面相碰，假设两船的速度大小相等，碰后质量大的船和质量小的船哪个简单反弹？提示：质量小的船简单反弹，因为质量小的船质量与速度的乘积小．关键实力·合作探究——突出综合性素养形成探究点一试验：寻求碰撞中的不变量探究总结1.利用等长悬线悬挂大小相等的小球实现—维碰撞(1)测质量：用天平测出两个小球的质量．(2)安装：把两个大小相等的小球用等长悬线悬挂起来．(3)试验：一个小球静止，拉起另一个小球，释放后它们相碰．(4)测速度：可以测量小球被拉起使其摆线伸直与竖直方向的夹角，从而计算出碰撞前对应小球的速度；测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后小球的速度．(5)变更条件：变更碰撞条件，重复试验．(6)探究一维碰撞中的不变量．2．利用小车碰撞试验—维碰撞(1)测质量：用天平测出两小车的质量．(2)安装：将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车A的后面，在两辆小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥．(3)试验：让小车A运动，小车B静止，让它们相碰．(4)测速度：可以通过纸带测出两小车碰撞前后的速度．(5)变更条件：变更碰撞条件，重复试验．(6)探究一维碰撞中的不变量．典例示范例1(多选)关于用等长悬线悬挂相同小球进行一维碰撞的试验，下列说法正确的是()A．悬挂两球的悬线长度要适当，且等长B．由静止释放小球以便较精确地计算小球碰前的速度C．两小球必需都是刚性球，且质量相同D两小球碰后可以粘在一起共同运动．课堂笔记例2某同学设计了一个用打点计时器做“探究碰撞中的不变量”的试验，在小车甲的前端粘有橡皮泥，设法使小车甲做匀速直线运动，然后与原来静止的小车乙相碰并粘在一起接着做匀速运动，如下图所示．在小车甲的后面连着纸带，打点计时器的频率为50Hz.(1)若已得到打点纸带如下图所示，并测得各计数点间的距离．则应选图中________段来计算小车甲碰前的速度，应选________段来计算小车甲和乙碰后的速度．(2)已测得小车甲的质量m甲＝0.40kg，小车乙的质量m乙＝0.20kg，则由以上结果可得碰前m甲v甲＋m乙v乙＝________kg·m/s，碰后m甲v′甲＋m乙v′乙＝________kg·m/s.(3)从试验数据的处理结果来看，小车甲、乙碰撞的过程中，可能哪个物理量是不变的？课堂笔记针对训练1如下图所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆试验小车，甲车上系有一穿过打点计时器的纸带，当甲车获得水平向右的速度时，随即启动打点计时器．甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动状况，如图乙所示．电源频率为50Hz，则碰撞前甲车速度大小为________m/s，碰撞后两车的共同速度大小为________m/s.探究点二动量及动量变更的理解探究总结1.动量的特点(1)矢量性：物体某一时刻动量的方向与这一时刻速度的方向相同．(2)瞬时性：动量是状态量，是针对某一时刻或某一位置而言的，当物体做变速运动时，应明确是哪一时刻或哪一位置的动量．(3)相对性：由于速度与参考系的选择有关，故动量与参考系的选择有关，通常以地球(即地面)为参考系．2．对动量变更量Δp的理解(1)动量的变更量Δp＝p2－p1是矢量计算式，同一条直线上动量变更量的计算要选取正方向，代入正负号进行计算．(2)动量变更量Δp是矢量，Δp的大小与动量本身的大小无关，Δp的方向可能与初动量的方向相同、相反或不在同一条直线上．典例示范例3关于物体的动量，下列说法中正确的是()A．运动物体在任一时刻的动量方向肯定是该时刻的速度方向B．物体的动能若不变，则动量肯定不变C．动量变更的方向肯定和末动量的方向相同D动量越大的物体，其惯性也越大．课堂笔记例4质量为0.1kg的小球从1.25m高处自由落下，与地面碰撞后反弹回0.8m高处．取竖直向下为正方向，g取10m/s2.求：(1)小球与地面碰前瞬间的动量；(2)小球与地面碰撞过程中动量的变更．课堂笔记思维方法求解动量变更的方法求解动量的变更则应选择同一正方向，明确初、末态动量．对于同始终线上的动量变更的计算利用公式Δp＝mv2－mv1求解．针对训练2如图所示，质量为0.5kg的弹性小球以大小为v＝4m/s的水平向左的速度与墙壁发生碰撞，碰后小球以原来大小的速度反向运动，求碰撞过程中小球动量的变更．课堂检测·素养提升——突出创新性素养达标1.关于物体的动量，下列说法中正确的是()A．运动物体在随意时刻的动量方向，肯定与该时刻的速度方向相同B．物体的动能不变，其动量肯定不变C．动量越大的物体，其速度肯定越大D．物体的动量越大，其惯性也越大2．[2024·北京十二中学检测](多选)关于速度、动量和动能，下列说法正确的是()A．物体的速度发生变更，其动能肯定发生变更B．物体的动量发生变更，其动能肯定发生变更C．物体的速度发生变更，其动量肯定发生变更D．物体的动能发生变更，其动量肯定发生变更3．如图所示，一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度向左飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45m/s，则这一过程中动量的变更量为()A．大小为3.6kg·m/s，方向向左B．大小为3.6kg·m/s，方向向右C．大小为12.6kg·m/s，方向向左D．大小为12.6kg·m/s，方向向右4．利用气垫导轨进行“探究碰撞中的不变量”这一试验，如图所示，其中图甲两滑块分别装有弹性圈，图乙两滑块分别装有撞针和橡皮泥．(1)分别用甲、乙两图的试验装置进行试验，碰撞时图________所示的装置动能损失较小．(2)某次试验时取图乙A、B两滑块匀速相向滑动并发生碰撞，测得碰撞前A、B的速度大小分别为vA＝2m/s，vB＝4m/s，碰撞后A、B以共同的速度v＝0.8m/s运动，方向与碰撞前A的运动方向相同，A、B的质量分别用mA、mB表示，以A运动方向为正方向，则此验证的表达式为________；mA∶mB＝________．1．动量必备学问·自主学习一、1．光电门天平2．发生时刻刚结束3．并不不变二、3．千克米每秒kg·m/s4．相同5．直线坐标轴的方向思索辨析答案：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×关键实力·合作探究探究点一【例1】【解析】A对：悬线等长才能保证两球正碰，以减小试验误差．B对：计算碰撞前速度时用到了mgh＝mv2C错：本试验中对小球的弹性无要求，且质量可以不同．D对：两球正碰后，有多种运动状况．【答案】ABD【例2】【解析】(1)因为小车甲与乙碰撞前、后都做匀速运动，且碰后小车甲与乙粘在一起，其共同速度比小车甲原来的速度小．依据纸带上的数据可知，AB段应包含加速过程，BC段才是碰前匀速运动阶段；CD段包含相碰过程，DE段则是碰后匀速运动阶段，所以，应选BC段计算小车甲碰前的速度，选DE段计算小车甲和乙碰后的速度．(2)由题图可知，碰前小车甲的速度和碰后小车甲、乙的共同速度分别为v甲＝10.50×10-20.02×5m/s＝1.05m/s，v′甲故碰撞前：m甲v甲＋m乙v乙＝0.40×1.05kg·m/s＋0.20×0kg·m/s＝0.420kg·m/s，碰撞后：m甲v′甲＋m乙v′乙＝(m甲＋m乙)v′甲＝(0.40＋0.20)×0.695kg·m/s＝0.417kg·m/s.(3)数据处理表明m甲v甲＋m乙v乙≈m甲v′甲＋m乙v′乙，即在试验误差允许的范围内，小车甲、乙碰撞前后总的质量与速度的乘积mv是不变的．【答案】(1)BCDE(2)0.4200.417(3)mv针对训练1解析：由题图知，碰撞前甲车速度大小为v甲＝1.20×碰撞后甲、乙两车一起运动的速度大小为v共＝0.80×答案：0.60.4探究点二【例3】【解析】A对：动量和速度都是矢量，由物体的动量p＝mv可知，运动物体在任一时刻的动量的方向肯定是该时刻的速度方向．B错：物体的动能若不变，则物体的速度大小不变，但速度方向可以变更．因此动量可以变更．C错：动量变更量的方向与末动量的方向可能相同，也可能不同．D错：质量是惯性大小的唯一量度，而物体的动量p＝mv取决于质量与速度大小的乘积，因此动量大的物体惯性不肯定大．【答案】A【例4】【解析】(1)小球从1.25m高处自由落下碰地前瞬间的速度v1＝2gh所以小球与地面碰前瞬间的动量p1＝mv1＝0.1×5kg·m/s＝0.5kg·m/s，方向竖直向下．(2)取竖直向下为正方向，小球碰地后瞬间的速度为v2＝－2gh则小球与地面碰撞过程中动量的变更为Δp＝mv2－mv1＝[0.1×(－4)－0.1×5]kg·m/s＝－0.9kg·m/s，负号表示方向竖直向上．【答案】(1)0.5kg·m/s，方向竖直向下(2)0.9kg·m/s，方向竖直向上针对训练2解析：小球的初末动量在一条直线上，可以在直线坐标的状况下把矢量运算变为代数运算．取水平向右的方向为正方向，碰撞前速度方向向左，故其动量为p1＝mv1＝0.5×(－4)kg·m/s＝－2kg·m/s碰撞后小球的速度方向向右，则其动量为p2＝mv2＝0.5×4kg·m/s＝2kg·m/s碰撞过程动量的变更为Δp＝p2－p1＝2kg·m/s－(－2kg·m/s)＝4kg·m/s即碰撞过程中小球的动量的变更量为4kg·m/s.由于Δp＞0，动量变更量的方向水平向右．答案：4kg·m/s，方向水平向右课堂检测·素养提升1．解析：A对：动量具有瞬时性，任一时刻物体动量的方向都为该时刻物体的速度方向．B错：若速度方向变更，大小不变，则动能不变，但动量发生了变更．C错：物体动量的大小由物体质量及速度大小共同确定，不是由物体的速度唯一确定的．D错：惯性由物体质量确定，物体的动量越大，其质量并不肯定越大．答案：A2．解析：A、B错：速度是矢量，动能是标量，动量是矢量，当物体做匀速圆周运动时，速度大小不变，速度方向在变更，动量变更，动能不变．C对：依据p＝mv可知，只要速度发生变更，动量就肯定发生变更，D对：假如动能发生变更，则说明速度大小发生变更，则动量肯定发生变更．答案：CD3