2024-2025學(xué)年新教材高中物理第一章動(dòng)量守恒定律1動(dòng)量教案新人教版選擇性必修第一冊(cè)

PAGE1-動(dòng)量動(dòng)量定理學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)脈絡(luò)1.知道動(dòng)量的概念，知道動(dòng)量和動(dòng)量改變量均為矢量，會(huì)計(jì)算一維狀況下的動(dòng)量改變量．(重點(diǎn))2.知道沖量的概念，知道沖量是矢量．(重點(diǎn))3.知道動(dòng)量定理的準(zhǔn)確含義，駕馭其表達(dá)式．(重點(diǎn)、難點(diǎn))4.會(huì)用動(dòng)量定理說明碰撞、緩沖等生活中的現(xiàn)象．(難點(diǎn))學(xué)問點(diǎn)一|動(dòng)量及動(dòng)量的改變量eq\a\vs4\al([先填空])1．動(dòng)量(1)定義物體的質(zhì)量與速度的乘積，即p＝mv．(2)單位動(dòng)量的國(guó)際制單位是千克米每秒，符號(hào)是kg·m/s．(3)方向動(dòng)量是矢量，它的方向與速度的方向相同．2．動(dòng)量的改變量(1)定義：物體在某段時(shí)間內(nèi)末動(dòng)量與初動(dòng)量的矢量差(也是矢量)，Δp＝p′－p(矢量式)．(2)動(dòng)量始終保持在一條直線上時(shí)的矢量運(yùn)算：選定一個(gè)正方向，動(dòng)量、動(dòng)量的改變量用帶正、負(fù)號(hào)的數(shù)值表示，從而將矢量運(yùn)算簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算(此時(shí)的正、負(fù)號(hào)僅表示方向，不表示大小)．eq\a\vs4\al([再推斷])1．動(dòng)量的方向與物體的速度方向相同． (√)2．物體的質(zhì)量越大，動(dòng)量肯定越大． (×)3．物體的動(dòng)量相同，其動(dòng)能肯定也相同． (×)eq\a\vs4\al([后思索])1．物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其動(dòng)量是否改變？【提示】改變．動(dòng)量是矢量，方向與速度方向相同，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度大小不變，方向時(shí)刻改變，其動(dòng)量發(fā)生改變．2．在一維運(yùn)動(dòng)中，動(dòng)量正負(fù)的含義是什么？【提示】正負(fù)號(hào)僅表示方向，不表示大?。?hào)表示動(dòng)量的方向與規(guī)定的正方向相同；負(fù)號(hào)表示動(dòng)量的方向與規(guī)定的正方向相反．eq\a\vs4\al([合作探討])如圖所示，質(zhì)量為m，速度為v的小球與擋板發(fā)生碰撞，碰后以大小不變的速度反向彈回．探討1：小球碰撞擋板前后的動(dòng)量是否相同？【提示】不相同．碰撞前后小球的動(dòng)量大小相等，方向相反．探討2：小球碰撞擋板前后的動(dòng)能是否相同？【提示】相同．探討3：小球碰撞擋板過程中動(dòng)量改變量大小是多少？【提示】2mv.eq\a\vs4\al([核心點(diǎn)擊])1．對(duì)動(dòng)量的相識(shí)(1)瞬時(shí)性：通常說物體的動(dòng)量是物體在某一時(shí)刻或某一位置的動(dòng)量，動(dòng)量的大小可用p＝mv表示．(2)矢量性：動(dòng)量的方向與物體的瞬時(shí)速度的方向相同．(3)相對(duì)性：因物體的速度與參考系的選取有關(guān)，故物體的動(dòng)量也與參考系的選取有關(guān)．2．動(dòng)量的改變量是矢量，其表達(dá)式Δp＝p2－p1為矢量式，運(yùn)算遵循平行四邊形定則，當(dāng)p2、p1在同一條直線上時(shí)，可規(guī)定正方向，將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算．3．動(dòng)量和動(dòng)能的區(qū)分與聯(lián)系物理量動(dòng)量動(dòng)能區(qū)分標(biāo)矢性矢量標(biāo)量大小p＝mvEk＝eq\f(1,2)mv2改變狀況v改變，p肯定改變v改變，ΔEk可能為零聯(lián)系p＝eq\r(2mEk)，Ek＝eq\f(p2,2m)1．(多選)關(guān)于動(dòng)量的概念，下列說法正確的是()A．動(dòng)量大的物體，慣性不肯定大B．動(dòng)量大的物體，運(yùn)動(dòng)肯定快C．動(dòng)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)方向肯定相同D．動(dòng)量相同的物體，動(dòng)能也肯定相同解析：物體的動(dòng)量是由速度和質(zhì)量?jī)蓚€(gè)因素確定的．動(dòng)量大的物體質(zhì)量不肯定大，慣性也不肯定大，A對(duì)；同樣，動(dòng)量大的物體速度也不肯定大，B也錯(cuò)；動(dòng)量相同指的是動(dòng)量的大小和方向均相同，而動(dòng)量的方向就是物體運(yùn)動(dòng)的方向，故動(dòng)量相同的物體運(yùn)動(dòng)方向肯定相同，C對(duì)；由動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系p＝eq\r(2mEk)可知，只有質(zhì)量相同的物體動(dòng)量相同時(shí)，動(dòng)能才相同，故D錯(cuò)．答案：AC2．(多選)關(guān)于動(dòng)量的改變，下列說法中正確的是()A．做直線運(yùn)動(dòng)的物體速度增大時(shí)，動(dòng)量的增量Δp與速度的方向相同B．做直線運(yùn)動(dòng)的物體速度減小時(shí)，動(dòng)量的增量Δp與運(yùn)動(dòng)的方向相反C．物體的速度大小不變時(shí)，動(dòng)量的增量Δp為零D．物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)量的增量Δp一般不為零解析：當(dāng)做直線運(yùn)動(dòng)的物體速度增大時(shí)，其末動(dòng)量p2大于初動(dòng)量p1，由矢量的運(yùn)算法則可知Δp＝p2－p1＞0，與速度方向相同，如圖甲所示，選項(xiàng)A正確；當(dāng)做直線運(yùn)動(dòng)的物體速度減小時(shí)，Δp＝p2－p1＜0，即p2＜p1，如圖乙所示，此時(shí)Δp與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反，選項(xiàng)B正確；當(dāng)物體的速度大小不變時(shí)，動(dòng)量可能不改變，即Δp＝0，也有可能動(dòng)量大小不變而方向改變，此種狀況Δp≠0，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度的方向不斷改變，故動(dòng)量不斷改變，Δp一般不為零，如圖丙所示，選項(xiàng)D正確．故選A、B、D.甲乙丙答案：ABD3．羽毛球是速度最快的球類運(yùn)動(dòng)之一，我國(guó)運(yùn)動(dòng)員林丹某次扣殺羽毛球的速度為342km/h，假設(shè)球的速度為90km/h，林丹將球以342km/h的速度反向擊回．設(shè)羽毛球質(zhì)量為5g，試求：(1)林丹擊球過程中羽毛球的動(dòng)量改變量；(2)在林丹的這次扣殺中，羽毛球的速度改變、動(dòng)能改變各是多少？解析：(1)以球飛回的方向?yàn)檎较?，則p1＝mv1＝－5×10－3×eq\f(90,3.6)kg·m/s＝－0.125kg·m/sp2＝mv2＝5×10－3×eq\f(342,3.6)kg·m/s＝0.475kg·m/s所以羽毛球的動(dòng)量改變量為Δp＝p2－p1＝0.475kg·m/s－(－0.125kg·m/s)＝0.600kg·m/s即羽毛球的動(dòng)量改變大小為0.600kg·m/s，方向與羽毛球飛回的方向相同．(2)羽毛球的初速度為v1＝－25m/s羽毛球的末速度為v2＝95m/s所以Δv＝v2－v1＝95m/s－(－25m/s)＝120m/s羽毛球的初動(dòng)能：Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)×5×10－3×(－25)2J＝1.56J羽毛球的末動(dòng)能：E′k＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)＝eq\f(1,2)×5×10－3×952J＝22.56J所以ΔEk＝E′k－Ek＝21J.答案：(1)0.600kg·m/s方向與羽毛球飛回的方向相同(2)120m/s21J(1)動(dòng)量p＝mv，大小由m和v共同確定．(2)動(dòng)量p和動(dòng)量的改變?chǔ)均為矢量，計(jì)算時(shí)要留意其方向性．(3)動(dòng)能是標(biāo)量，動(dòng)能的改變量等于末動(dòng)能與初動(dòng)能大小之差．(4)物體的動(dòng)量改變時(shí)動(dòng)能不肯定改變，動(dòng)能改變時(shí)動(dòng)量肯定改變．學(xué)問點(diǎn)二|沖量和動(dòng)量定理eq\a\vs4\al([先填空])1．沖量2．動(dòng)量定理(1)內(nèi)容：物體在一個(gè)過程始末的動(dòng)量改變量等于它在這個(gè)過程中所受力的沖量．(2)表達(dá)式：mv′－mv＝F(t′－t)或p′－p＝I．eq\a\vs4\al([再推斷])1．沖量是矢量，其方向與力的方向相同． (√)2．力越大，力對(duì)物體的沖量越大． (×)3．若物體在一段時(shí)間內(nèi)，其動(dòng)量發(fā)生了改變，則物體在這段時(shí)間內(nèi)的合外力肯定不為零． (√)eq\a\vs4\al([后思索])在跳高競(jìng)賽時(shí)，在運(yùn)動(dòng)員落地處為什么要放很厚的海綿墊子？【提示】跳過橫桿后，落地時(shí)速度較大．人落到海綿墊子上時(shí)，可經(jīng)過較長(zhǎng)的時(shí)間使速度減小到零，在動(dòng)量改變相同的狀況下，人受到的沖力減小，對(duì)運(yùn)動(dòng)員起到愛護(hù)作用．eq\a\vs4\al([合作探討])如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體，在動(dòng)摩擦因數(shù)為μ的水平面上運(yùn)動(dòng)，受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力F作用，經(jīng)過時(shí)間t，速度由v增加到v′.探討1：在時(shí)間t內(nèi)拉力F的沖量和合外力的沖量各是多大？【提示】Ft(F－μmg)t.探討2：在此過程中，物體動(dòng)量的改變量是多大？【提示】mv′－mv.探討3：恒力F的沖量與物體動(dòng)量的改變量相等嗎？【提示】不相等．合外力的沖量(F－μmg)t與動(dòng)量的改變量才相等．eq\a\vs4\al([核心點(diǎn)擊])1.沖量的理解(1)沖量是過程量，它描述的是力作用在物體上的時(shí)間積累效應(yīng)，求沖量時(shí)肯定要明確所求的是哪一個(gè)力在哪一段時(shí)間內(nèi)的沖量．(2)沖量是矢量，沖量的方向與力的方向相同．2.沖量的計(jì)算(1)求某個(gè)恒力的沖量：用該力和力的作用時(shí)間的乘積．(2)求合沖量的兩種方法：可分別求每一個(gè)力的沖量，再求各沖量的矢量和；另外，假如各個(gè)力的作用時(shí)間相同，也可以先求合力，再用公式I合＝F合Δt求解．(3)求變力的沖量：①若力與時(shí)間成線性關(guān)系改變，則可用平均力求變力的沖量．②若給出了力隨時(shí)間改變的圖象如圖所示，可用面積法求變力的沖量．③利用動(dòng)量定理求解．3.動(dòng)量定理的理解(1)動(dòng)量定理的表達(dá)式mv′－mv＝F·Δt是矢量式，等號(hào)包含了大小相等、方向相同兩方面的含義．(2)動(dòng)量定理反映了合外力的沖量是動(dòng)量改變的緣由．(3)公式中的F是物體所受的合外力，若合外力是變力，則F應(yīng)是合外力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值．4.動(dòng)量定理的應(yīng)用(1)定性分析有關(guān)現(xiàn)象：①物體的動(dòng)量改變量肯定時(shí)，力的作用時(shí)間越短，力就越大；力的作用時(shí)間越長(zhǎng)，力就越?。谧饔昧隙〞r(shí)，力的作用時(shí)間越長(zhǎng)，動(dòng)量改變量越大；力的作用時(shí)間越短，動(dòng)量改變量越?。?2)應(yīng)用動(dòng)量定理定量計(jì)算的一般步驟：①選定探討對(duì)象，明確運(yùn)動(dòng)過程．②進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)的初、末狀態(tài)分析．③選定正方向，依據(jù)動(dòng)量定理列方程求解．4．(多選)恒力F作用在質(zhì)量為m的物體上，如圖所示，由于地面對(duì)物體的摩擦力較大，沒有被拉動(dòng)，則經(jīng)時(shí)間t，下列說法正確的是()A．拉力F對(duì)物體的沖量大小為零B．拉力F對(duì)物體的沖量大小為FtC．拉力F對(duì)物體的沖量大小是FtcosθD．合力對(duì)物體的沖量大小為零解析：對(duì)沖量的計(jì)算肯定要分清求的是哪個(gè)力的沖量，是某一個(gè)力的沖量、是合力的沖量、是分力的沖量還是某一個(gè)方向上力的沖量，某一個(gè)力的沖量與另一個(gè)力的沖量無(wú)關(guān)，故拉力F的沖量為Ft，A、C錯(cuò)誤，B正確；物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，合力為零，合力的沖量為零，D正確．答案：BD5．人們常說“滴水穿石”，請(qǐng)你依據(jù)下面所供應(yīng)的信息，估算水對(duì)石頭的沖擊力的大?。黄俨悸洳顬閔＝20m，水流量為Q＝0.10m3/s，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，水在最高點(diǎn)和落至石頭上后的速度都認(rèn)為是零．(落在石頭上的水馬上流走，在探討石頭對(duì)水的作用時(shí)可以不考慮水的重力，g取10m/s2)解析：設(shè)水滴下落與石頭碰前速度為v，則有mgh＝eq\f(1,2)mv2設(shè)時(shí)間Δt內(nèi)有質(zhì)量為Δm的水沖到石頭上，石頭對(duì)水的作用力為F，由動(dòng)量定理得：－F