1-1 動量人教版2019版選擇性必修第一冊 （解析版）

1.1動量學(xué)習(xí)目標：1．理解動量的概念，知道動量是矢量。2．知道動量的變化也是矢量，會正確計算一直線上的動量變化。重點：動量的理解。難點：理解掌握動量變化量。知識點一、動量1．尋求碰撞中的不變量（1）從教材第2頁實驗中可以看到，質(zhì)量大的C球與靜止的質(zhì)量小的B球碰撞，B球得到的速度比C球碰撞前的速度大，兩球碰撞前后的速度之和并不相等。（2）由教材第3頁小車碰撞實驗中記錄的數(shù)據(jù)知：兩小車碰撞前后，動能之和變化，但是質(zhì)量與速度的乘積之和基本保持不變。2．動量定義：運動物體的質(zhì)量和它的速度的乘積叫做物體的動量。3．表達式：p＝mv。單位，千克米每秒，符號kg·m·s－1。4．對動量的理解（1）瞬時性：是狀態(tài)量，物體的動量是物體在某一時刻或某一位置的動量。進行運算時必須明確是哪個物體在哪一狀態(tài)（時刻）的動量，p＝mv中的速度v是瞬時速度。（2）矢量性：動量的方向與物體的瞬時速度的方向相同。有關(guān)動量的運算要遵循平行四邊形定則。如果物體在一條直線上運動，則選定一個正方向后，動量的矢量運算就可以轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算了。（3）相對性：由于速度具有相對性，所以動量也具有相對性，即動量的大小和方向與選取的參考系有關(guān)。通常情況下都以地面為參考系。5．動量與速度的區(qū)別和聯(lián)系（1）區(qū)別：速度描述物體運動快慢和運動方向；動量在描述物體運動方面更能體現(xiàn)運動物體的作用效果。（2）聯(lián)系：動量和速度都是描述物體運動狀態(tài)的物理量，都是矢量。方向：動量的方向與速度方向相同。大小：p＝mv。6．動量p＝mv與動能Ek＝eq\f(1,2)mv2的區(qū)別和聯(lián)系（1）聯(lián)系：意義—都是描述物體運動狀態(tài)的物理量，運動物體在某一時刻既有動量又有動能。大小—由于動量p＝mv，動能Ek＝eq\f(1,2)mv2，因此它們的大小關(guān)系是p＝eq\r(2mEk)或Ek＝eq\f(p2,2m)。（2）區(qū)別：動量是矢量，動能是標量。對確定物體來說，其動量變化時，動能不一定變化（動量大小不變時，動能不變化）；動能變化（速度大小改變）時，動量一定變化?！绢}1】關(guān)于動量，以下說法正確的是A．做勻速圓周運動的質(zhì)點，其動量不隨時間發(fā)生變化B．懸線拉著的擺球在豎直面內(nèi)擺動時，每次經(jīng)過最低點時的動量均相同C．勻速飛行的巡航導(dǎo)彈巡航時動量始終不變D．平拋運動的質(zhì)點在豎直方向上的動量與運動時間成正比【答案】D【解析】做勻速圓周運動的質(zhì)點速度方向時刻變化，故動量時刻變化，A項錯；單擺的擺球相鄰兩次經(jīng)過最低點時動量大小相等，但方向相反，B項錯；巡航導(dǎo)彈巡航時雖速度不變，但由于燃料不斷燃燒(導(dǎo)彈中燃料占其總質(zhì)量的一部分，不可忽略)，從而使導(dǎo)彈總質(zhì)量不斷減小，導(dǎo)彈動量減小，C項錯；平拋運動的質(zhì)點在豎直方向上的分運動為自由落體運動，在豎直方向的分動量p豎＝mvy＝mgt，D項正確。【題2】關(guān)于動量的概念下列說法正確的是A．動量是個標量只有大小沒有方向B．動量的大小由物體所受到的力的作用決定的C．動量是個矢量，動量的方向與速度的方向相同D．動量是個矢量，動量的方向與速度的方向不相同【答案】C【解析】動量是矢量，既有大小，又有方向，其方向與速度方向一致，AD錯誤，C正確；力的大小決定物體的加速度的大小，即決定物體速度的變化率的大小，并不決定物體的速度大小，所以也不決定物體的動量的大小，B錯誤。故C正確?！绢}3】兩個物體具有相同的動量，則它們一定具有A．相同的速度 B．相同的質(zhì)量C．相同的運動方向 D．相同的動能【答案】C【解析】動量是矢量，動量相同，其大小和方向都得相同，故方向一定相同，而大小p＝mv，如果質(zhì)量不同，則速度不同，如果速度不同，則質(zhì)量不同，故A、B錯誤，C正確；由Ek＝eq\f(p2,2m)知，動量相同，動能不一定相同，D錯誤。【特別提醒】動量是矢量，比較兩個物體的動量時，不能僅比較大小，也應(yīng)比較方向，只有大小相等、方向相同的兩個動量才能相等。知識點二、動量的變化量1．動量的變化：因為p＝mv，是矢量，只要m的大小，v的大小和v的方向三者中任何一個發(fā)生了變化，動量p就發(fā)生變化。2．動量的變化量（1）定義：物體在某段時間內(nèi)末動量與初動量的矢量差（也是矢量），Δp＝p'－p。（2）理解：Δp＝p'－p，此式為矢量式，若p'、p不在同一直線上時，要用平行四邊形定則（或矢量三角形定則）矢量差。如果動量始終保持在同一條直線上時，選定一個正方向，動量、動量的變化量用帶正、負號的數(shù)值表示，從而將矢量運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算，此時的正、負號僅表示方向，不表示大小，可用Δp＝p'－p＝mv－mv0進行代數(shù)運算求解。3．動量改變有三種情況（1）動量的大小和方向都發(fā)生變化，對同一物體而言p＝mv，則物體的速度的大小和方向都發(fā)生變化，如平拋運動。（2）動量的方向變化而大小不變，對同一物體來講，物體的速度方向發(fā)生改變而速度大小沒有變化，如勻速圓周運動的情況。（3）動量的大小變化而方向不變，對同一物體來說，就是速度的方向沒有發(fā)生變化，僅速度的大小改變，如勻加速直線運動。關(guān)于動量變化量的求解①若初、末動量在同一直線上，則在選定正方向的前提下，可化矢量運算為代數(shù)運算．②若初、末動量不在同一直線上，運算時應(yīng)遵循平行四邊形定則．【題4】羽毛球是速度較快的球類運動之一，運動員扣殺羽毛球的速度可達到100m/s，假設(shè)球飛來的速度為50m/s，運動員將球以100m/s的速度反向擊回。設(shè)羽毛球的質(zhì)量為10g，試求：（1）運動員擊球過程中羽毛球的動量變化量；（2）運動員擊球過程中羽毛球的動能變化量?！敬鸢浮浚?）1.5kg·m/s，方向與羽毛球飛來的方向相反（2）37.5J【解析】（1）以羽毛球飛來的方向為正方向，則p1＝mv1＝10×10－3×50kg·m/s＝0.5kg·m/s。p2＝mv2＝－10×10－3×100kg·m/s＝－1kg·m/s所以動量的變化量Δp＝p2－p1＝－1kg·m/s－0.5kg·m/s＝－1.5kg·m/s。即羽毛球的動量變化量大小為1.5kg·m/s，方向與羽毛球飛來的方向相反。（2）羽毛球的初動能：Ek＝eq\f(1,2)mv12＝12.5J，羽毛球的末動能：Ek′＝eq\f(1,2)mv22＝50J。所以ΔEk＝Ek′－Ek＝37.5J。【題5】（多選）一物體在質(zhì)量不變的情況下，下列說法中正確的是A．物體動量改變，其速度大小一定改變B．物體的速度方向改變，其動量不一定改變C．物體做平拋運動時，在任意相等的時間內(nèi)動量的變化量相同D．物體的動能不變，其動量可能改變【答案】CD【解析】動量是矢量，動量改變，可以是速度的方向改變，速度大小不變，若物體的速度方向改變，則動量一定改變，A、B錯誤；物體做平拋運動時，加速度不變，在任意相等時間內(nèi)的速度變化量相同，則動量變化量相同，C正確；物體的動能不變，速度可能大小不變而方向相反，則動量可能改變，D正確?！绢}6】質(zhì)量為0.5kg的物體，運動速度為3m/s，它在一個變力作用下速度變?yōu)?m/s，方向和原來方向相反，則這段時間內(nèi)動量的變化量為A．5kg·m/s，方向與原運