高中物理选修1步步高同步讲义第一章 章末素养提升

DIYIZHANG第一章章末素养提升物理观念物理概念动量：物体的_____和_____的乘积冲量：力与_____________的乘积物理原理动量定理：I＝p′－p或F(t′－t)＝__________动量守恒定律：m1v1＋m2v2＝_______________科学思维极限思想知道动量定理适用于变力情况，会用极限思想理解变力冲量的求解过程理想化模型碰撞模型；弹性碰撞问题；反冲现象图像法能够通过F－t图像求某力的冲量；通过F合－t图像求合力的冲量或动量的变化量质量速度力的作用时间mv′－mvm1v1′＋m2v2′再现素养知识科学探究1.能提出与碰撞前后的动量测量及对实验造成影响等相关的物理问题2.能设计验证动量守恒定律的实验方案并进行交流论证。知道实验需测量的物理量和所需器材，知道碰撞前后速度的测量方法，能测量并记录数据3.能写出具体碰撞情境中碰撞前后表征动量守恒的表达式，能分析数据验证动量守恒定律，能对实验误差及误差产生的原因进行分析科学态度与责任1.了解生产生活中应用动量定理、动量守恒定律、反冲运动等实例，进一步提高学习物理的兴趣，加强对科学本质的认识2.通过动量守恒定律的学习，认识到物理学是人类认识自然的方式之一，是不断发展的，具有相对持久性和普适性3.了解我国航天事业的巨大成就，增强对我国科学技术发展的信心(多选)(2022·成都市新都一中检测)在一场足球比赛中，运动员甲用力将质量为400g的球踢出，运动员乙用胸膛顶球。假设足球以大小为v1＝8m/s的水平速度砸向乙，并以大小为v2＝4m/s的水平速度反弹，足球与乙的作用时间为0.5s。在这个过程中，下列说法正确的是A.足球的动量变化量大小为1.6kg·m/sB.足球的动能变化量大小为9.6JC.足球对乙在水平方向的冲量大小为4.8N·sD.足球对乙在水平方向的平均作用力大小为3.2N例1√√提能综合训练以初速度方向为正方向，足球的动量变化量Δp＝－mv2－mv1代入数据得Δp＝－4.8kg·m/s负号表示动量变化量与初速度方向相反，所以足球的动量变化量大小为4.8kg·m/s，A错误；根据动量定理，乙对足球的冲量I＝－mv2－mv1，代入数据得I＝－4.8kg·m/s，负号表示冲量与初速度方向相反，结合牛顿第三定律，足球对乙的冲量大小为4.8kg·m/s，C正确；

如图所示，在光滑的水平面上放置有两木块A和B，A的质量较大，现同时施加大小相等的恒力F使它们相向运动，然后又同时撤去外力F，A和B迎面相碰后合在一起，则A和B合在一起后的运动情况是A.停止运动B.因A的质量较大而向右运动C.因B的速度较大而向左运动D.运动方向不确定例2√设作用力F作用的时间为t，向右为正方向，则A的末动量pA＝FtB的末动量pB＝－Ft碰撞的过程中满足动量守恒定律，所以(mA＋mB)v＝pA＋pB＝0碰撞后它们合在一起，停止运动，故A正确。(2023·海门市第一中学月考)一个不稳定的原子核质量为M，处于静止状态。放出一个质量为m的粒子后反冲，已知放出的粒子的动能为E0，则原子核反冲的动能为例3√放出质量为m的粒子后，剩余质量为M－m，该过程动量守恒，有：mv0＝(M－m)v(2023·石家庄市辛集中学月考)如图，在足够大的光滑水平面上放有两个小物块P、Q，Q的质量为m，P的质量为2m，物块P连接一轻弹簧并处于静止状态。现让物块Q以初速度3v0向物块P运动且两物块始终保持在一条直线上。若分别用实线和虚线表示物块Q、P的速度v与时间t之间关系的图线，则在弹簧形变过程中，v－t图像可能是下图中的例4√以两物体及弹簧作为整体分析，当它们速度相等时，由动量守恒定律可得m·(3v0)＝(m＋2m)v解得v＝v0，故A、B错误；碰后，Q的速度减小，P的速度增大，在Q的速度大于P的速度时，弹簧压缩量增大，弹簧弹力增大，它们的加速度都增大，当弹簧压缩到最大，开始恢复的过程中，弹力方向不变，Q的速度继续减小，P的速度继续增大，但由于弹簧的压缩量减小，它们的加速度都将减小，故C正确，D错误。

某学生利用某软件对一维碰撞的实验视频进行分析，视频中m1＝15g的小球碰撞原来静止的m2＝10g的小球，由视频分析可得它们在碰撞前后的x－t图像如图所示。例5(1)由图可知，入射小球碰撞前的动量m1v1＝______kg·m/s，被碰小球碰撞后的动量m2v2′＝________kg·m/s；0.0150.0075由图像可知，碰前入射小球的速度为碰后入射小球的速度为被碰小球碰后的速度为则入射小球碰撞前的动量为p1＝m1v1＝0.015kg·m/s入射小球碰撞后的动量为p1′＝m1v1′＝0.0075kg·m/s被碰小球碰撞后的动量为p2′＝m2v2′＝0.0075kg·m/s(2)碰撞的恢复系数的定义为e＝

，其中v1和v2分别是碰撞前两物体的速度，v1′和v2′分别是碰撞后两物体的速度，弹性碰撞的恢复系数e＝1，非弹性碰撞的恢复系数e<1，该实验碰撞的恢复系数e＝______，可判断该视频中的碰撞属于____________(填“弹性碰撞”或“非弹性碰撞”)。0.25根据恢复系数的定义有非弹性碰撞该碰撞过程属于非弹性碰撞。(2022·河北卷)如图，光滑水平面上有两个等高的滑板A和B，质量分别为1kg和2kg，A右端和B左端分别放置物块C、D，物块质量均为1kg，A和C以相同速度v0＝10m/s向右运动，B和D以相同速度kv0向左运动，在某时刻发生碰撞，作用时间极短，碰撞后C与D粘在一起形成一个新物块，A与B粘在一起形成一个新滑板，物块与滑板之间的动摩擦因数均为μ＝0.1。重力加速度大小取g＝10m/s2。例6(1)若0<k<0.5，求碰撞后瞬间新物块和新滑板各自速度的大小和方向；物块C、D碰撞过程中满足动量守恒，设碰撞后瞬间物块C、D形成的新物块的速度为v物，已知C、D的质量均为m＝1kg，以向右为正方向，则有mv0－m·kv0＝(m＋m)v物可知碰撞后瞬间物块C、D形成的新物块的速度大小为5(1－k)m/s，方向向右。滑板A、B碰撞过程中满足动量守恒，设碰撞后瞬间滑板A、B形成的新滑板的速度为v滑，滑板A和B质量分别为1kg和2kg，则由Mv0－2M·kv0＝(M＋2M)v滑则新滑板速度方向也向右。(2)若k＝0.5，从碰撞后到新物块与新滑板相对静止时，求两者相对位移的大小。答案1.875m若k＝0.5，可知碰后瞬间物块C、D形成的新物块的速度为v物′＝5(1－k)m/s＝5×(1－0.5)m/s＝2.5m/s碰后瞬间滑板A、B形成的新滑板的速度为可知碰后新物块相对于新滑板向右运动，新物块向右做匀减速运动，