第1課 動(dòng)量 -2023-2024學(xué)年高二物理（人教版2019）（原卷版）

第1課動(dòng)量學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)理解動(dòng)量，體會(huì)自然界的和諧與統(tǒng)一。1．利用試驗(yàn)尋求碰撞中的不變量。2．理解動(dòng)量及其變化，區(qū)分動(dòng)能與動(dòng)量。3．滲透物理學(xué)方法的教育，體會(huì)科學(xué)探究的要素。002預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)（一）課前閱讀：在激烈的橄欖球賽場(chǎng)上，一個(gè)較瘦弱的運(yùn)動(dòng)員攜球奔跑時(shí)迎面碰上了高大牢固的對(duì)方運(yùn)動(dòng)員，自己被碰倒在地，而對(duì)方卻幾乎不受影響．這說明運(yùn)動(dòng)物體產(chǎn)生的效果不僅與速度有關(guān)，而且與質(zhì)量有關(guān)．碰撞是常見的現(xiàn)象，以宏觀、微觀現(xiàn)象為例，從生產(chǎn)、生活中的現(xiàn)象（包括試驗(yàn)現(xiàn)象）中提出爭(zhēng)辯的問題----碰撞前后是否有什么物理量保持不變？（二）基礎(chǔ)梳理一、尋求碰撞中的不變量（一）質(zhì)量不同的兩小球碰撞1、速度之和？2、動(dòng)能之和？3、速度與質(zhì)量的乘積之和？（二）兩小車碰撞1、速度之和不相等2、動(dòng)能之和并不相等3、速度與質(zhì)量的乘積之和【概念連接】速度、動(dòng)能、速度與質(zhì)量的乘積【拓展補(bǔ)充】為何要引入動(dòng)量這個(gè)概念？【即學(xué)即練】某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”的試驗(yàn)；氣墊導(dǎo)軌裝置如圖(a)所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成。在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著肯定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通人壓縮空氣，壓縮空氣會(huì)從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂移在導(dǎo)軌上，如圖(b)所示，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差。(1)下面是試驗(yàn)的主要步驟：①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌的調(diào)整旋鈕，使導(dǎo)軌水平；②向氣墊導(dǎo)軌通人壓縮空氣；③把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器越過彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)整打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向；④滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間；⑥先____，然后_______，讓滑塊1帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)；⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出較抱負(fù)的紙帶如下圖所示：⑧測(cè)得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量為310g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205g；試完善試驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容。(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0．02s打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算可知，兩滑塊相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為kg·m／s；兩滑塊相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為______kg·m／s(保留三位有效數(shù)字)。(3)試說明(2)問中兩結(jié)果不完全相等的主要緣由是___________________________。【微點(diǎn)撥】誤差分為偶然誤差與系統(tǒng)誤差二、動(dòng)量1.定義：物體的與的乘積．2.表達(dá)式：。3.單位：；符號(hào)：。4.特征：動(dòng)量是量（填“狀態(tài)量”或者“過程量”），是（填“標(biāo)量”或者“矢量”），其方向和的方向相同．【概念連接】速度、動(dòng)能、動(dòng)量【拓展補(bǔ)充】區(qū)分動(dòng)能與動(dòng)量【即學(xué)即練】高鐵列車在啟動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)可看作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．在啟動(dòng)階段，列車的動(dòng)能()A．與它所經(jīng)受的時(shí)間成正比B．與它的位移成正比C．與它的速度成正比 D．與它的動(dòng)量成正比【微點(diǎn)撥】動(dòng)能是標(biāo)量，動(dòng)量是矢量三、動(dòng)量的變化1.動(dòng)量的變化量Δp是，其方向與速度的轉(zhuǎn)變量Δv的方向．2.動(dòng)量的變化量Δp，也稱為動(dòng)量的增量．即Δp＝?！靖拍钸B接】動(dòng)量變化、速度變化都是矢量【拓展補(bǔ)充】留意方向的處理【即學(xué)即練】2018年俄羅斯世界杯足球競(jìng)賽中,一足球運(yùn)動(dòng)員踢一個(gè)質(zhì)量為0.4kg的足球。甲(1)若開頭時(shí)足球的速度是4m/s,方向向右,踢球后,球的速度變?yōu)?0m/s,方向仍向右(如圖甲所示),則足球的初動(dòng)量p=,方向,足球的末動(dòng)量p'=,方向;在這一過程中足球動(dòng)量的轉(zhuǎn)變量Δp=,方向。

乙(2)若足球以10m/s的速度撞向球門門柱,然后以3m/s的速度反向彈回(如圖乙所示),則這一過程中足球的動(dòng)量轉(zhuǎn)變量是,方向。

【微點(diǎn)撥】一維問題，一般規(guī)定正方向，用正負(fù)號(hào)表示方向。（三）預(yù)習(xí)作業(yè)1．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究碰撞過程中不變量的試驗(yàn)：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車A使之做勻速運(yùn)動(dòng)．然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，連續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)，他設(shè)計(jì)的具體裝置如圖所示．在小車A后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz，長(zhǎng)木板下墊著小木片用以平衡摩擦力．(1)若已得到打點(diǎn)紙帶如下圖所示，并將測(cè)得的各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離標(biāo)在圖上，A點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)起始的第一點(diǎn)，則應(yīng)選________段來計(jì)算A的碰前速度，應(yīng)選_______段來計(jì)算A和B碰后的共同速度(以上兩格填“AB’’或“BC"或“CD"或"DE”)．(2)已測(cè)得小車A的質(zhì)量m1=0．40kg，小車B的質(zhì)量m2=0．20kg，由以上測(cè)量結(jié)果可得：碰前mAvA+mBvB=_____kg·m／s；碰后mAvA’+mBvB’=______kg·m／s．并比較碰撞前后兩個(gè)小車質(zhì)量與速度的乘積之和是否相等．2．下列說法正確的是()A．動(dòng)量為零時(shí)，物體肯定處于平衡狀態(tài)B．動(dòng)能不變，物體的動(dòng)量肯定不變C．物體所受合外力不變時(shí)，其動(dòng)量肯定不變D．物體受到恒力作用也可能做曲線運(yùn)動(dòng)003探究提升環(huán)節(jié)一尋求碰撞中的不變量，生疏動(dòng)量思考：1．質(zhì)量不同的兩個(gè)小球碰撞過程中，猜想什么物理量可能不變？2．兩小車碰撞過程中，由試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，什么物理量在誤差范圍內(nèi)保持不變？環(huán)節(jié)二探究動(dòng)量的特點(diǎn)問題探究1：“蹦極”運(yùn)動(dòng)中，長(zhǎng)彈性繩的一端固定，另一端綁在人身上，人從幾十米高處跳下，將蹦極過程簡(jiǎn)化為人沿豎直方向的運(yùn)動(dòng)，從繩恰好伸直，到人第一次下降至最低點(diǎn)的過程中，人的動(dòng)量，（填“先增大后減小”或者“始終增大”）人的動(dòng)能，（填“先增大后減小”或者“始終增大”）加速度等于零時(shí)(即繩對(duì)人的拉力等于人所受的重力時(shí))，動(dòng)量和動(dòng)能（填“最大”或者“最小”）．環(huán)節(jié)三探究動(dòng)量的變化問題探究2：在沒有空氣阻力的條件下，在距地面高為h，同時(shí)以相等初速度v0分別平拋、豎直上拋、豎直下拋一質(zhì)量相等的物體m，當(dāng)它們從拋出到落地時(shí)，比較它們的動(dòng)量的增量Δp，有()A．平拋過程較大 B．豎直上拋過程最大C．豎直下拋過程較大 D．三者一樣大問題探究問題探究3：（多選）質(zhì)量為2kg的小球自塔頂由靜止開頭下落，不考慮空氣阻力的影響，g取10m/s2，下列說法中正確的是()A．2s末小球的動(dòng)能為40JB．2s末小球的動(dòng)量大小為40kg·m/sC．2s內(nèi)小球動(dòng)量的變化量大小為20kg·m/sD．2s內(nèi)重力的平均功率為200W004體系構(gòu)建碰撞中的守恒量——?jiǎng)恿浚ㄊ噶?、狀態(tài)量）——?jiǎng)恿孔兓ㄟ^程量）005記憶清單一、動(dòng)量★學(xué)習(xí)聚焦：動(dòng)量的兩性①瞬時(shí)性：動(dòng)量是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，是針對(duì)某一時(shí)刻或位置而言的。②相對(duì)性：動(dòng)量的大小與參考系的選取有關(guān)，通常是指相對(duì)地面的動(dòng)量。二、動(dòng)量與動(dòng)能★學(xué)習(xí)聚焦：動(dòng)量與動(dòng)能的比較動(dòng)量動(dòng)能物理意義描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量定義式p＝mvEk＝eq\f(1,2)mv2標(biāo)矢性矢量標(biāo)量變化因素物體所受合力的沖量外力所做的功大小關(guān)系p＝eq\r(2mEk)Ek＝eq\f(p2,2m)對(duì)于給定的物體，若動(dòng)能發(fā)生了變化，動(dòng)量肯定也發(fā)生了變化；而動(dòng)量發(fā)生變化，動(dòng)能不肯定發(fā)生變化。它們都是相對(duì)量，均與參考系的選取有關(guān)，高中階段通常選取地面為參考系三、動(dòng)量的變化★學(xué)習(xí)聚焦：留意方向的處理00601強(qiáng)化訓(xùn)練1、一個(gè)質(zhì)量是0.2kg的鋼球，以2m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，遇到一塊堅(jiān)硬的大理石后被彈回，沿著同始終線以2m/s的速度水平向左運(yùn)動(dòng)，碰撞前后鋼球的動(dòng)量有沒有變化？變化了多少？2、一個(gè)質(zhì)量是0.2kg的鋼球，以2m/s的速度斜射到堅(jiān)硬的大理石板上，入射的角度是45o，碰撞后被斜著彈出，彈出的角度也是45o，速度大小仍為2m/s，用作圖法求出鋼球動(dòng)量變化大小和方向？3．（多選）關(guān)于動(dòng)量和動(dòng)能，下列說法中錯(cuò)誤的是()A．做變速運(yùn)動(dòng)的物體，動(dòng)能肯定不斷變化B．做變速運(yùn)動(dòng)的物體，動(dòng)量肯定不斷變化C．合外力對(duì)物體做功為零，物體動(dòng)能的增量肯定為零D．合外力對(duì)物體做功為零，物體動(dòng)量的增量肯定為零4、推斷題(1)物體質(zhì)量不變時(shí)，運(yùn)動(dòng)的速度變化，其動(dòng)量肯定變化．()(2)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體動(dòng)量不變．()(3)動(dòng)量越大的物體，其速度越大。()(4)物體的動(dòng)量越大，其慣性也越大。()5.羽毛球是速度較快的球類運(yùn)動(dòng)之一，運(yùn)動(dòng)員扣殺羽毛球的速度可達(dá)到100m/s，假設(shè)球飛來的速度為50m/s，運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)員擊球過程中羽毛球的動(dòng)量變化量；(2)運(yùn)動(dòng)員擊球過程中羽毛球的動(dòng)能變化量．6．關(guān)于動(dòng)量，以下說法正確的是()A．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，其動(dòng)量不隨時(shí)間發(fā)生變化B．懸線拉著的擺球在豎直面內(nèi)搖擺時(shí)，每次經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的動(dòng)量均相同C．