
中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理选择性必修一素养提升学案 第一章 动量守恒定律 1.1 动量 【核心素养目标】 1.物理观念 知道动量和动量变化量的概念,会计算一维情况下的动量变化。 2. 科学思维 通过实验探究,领会探究碰撞中不变量的基本思维方法。 3. 科学探究 通过实验寻求碰撞中的不变量。 4. 科学态度与责任 经历科学探究的过程,体会科学实验在物理中的作用。 【预习探究】 知识点一 寻求碰撞中的不变量 1.小球碰撞实验演示 (1)质量相同小球A、B的碰撞。如图所示,用手拉起A球至某一高度后放开,撞击静止的B球。我们可以看到,碰撞后A球静止,B球获得速度,摆起的最大高度等于A球被拉起时的高度。 实验结论: 质量相等的A球与B球碰撞后,B球得到的速度与A球碰撞前的速度相等。 (2)质量不同小球的碰撞。如图所示,将实验中的A球换成大小相同的C球,使C球质量大于B球质量,用手拉起C球至某一高度后放开,撞击静止的B球。我们可以看到,碰撞后B球获得较大的速度,摆起的最大高度大于C球被拉起时的高度。 实验结论: 质量大的C球与质量小的B球碰撞后,B球得到的速度比C球碰撞前的速度大,两球碰撞前后的速度之和不相等。 2.利用滑轨完成一维碰撞实验 (1)实验装置 装置有光电门摩擦很小的滑轨,带遮光片的两辆小车。 (2)实验过程 如图所示,两辆小车都放在滑轨上,用一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车,碰撞后两辆小车粘在一起运动。小车的速度用滑轨上的数字计时器测量。下表中的数据是某次实验时采集的。其中,m1是运动小车的质量, m2是静止小车的质量;v是运动小车碰撞前的速度,v′是碰撞后两辆小车的共同速度。 (3)实验数据记录 两辆小车的质量和碰撞前后的速度 m1/kg m2/kg v/(m·s-1) v′/(m·s-1) 1 0.519 0.519 0.628 0.307 2 0.519 0.718 0.656 0.265 3 0.718 0.519 0.572 0.321 (4)分析实验数据,得出结论 此实验中两辆小车碰撞前后动能之和并不相等,但是质量与速度的乘积之和却基本不变。 知识点二 动量 1.动量 (1)定义:质量和速度的乘积mv定义为物体的动量,即p=mv。 (2)单位:在国际单位制中,动量的单位是千克米每秒,符号是kg·m/s。 (3)矢量性:动量是矢量,其方向跟速度的方向相同。 2.动量的变化量 (1)动量的变化量公式:Δp=p2-p1=mv2-mv1=mΔv。 (2)矢量性:其方向与Δv的方向相同。 (3)特例:如果物体在一条直线上运动,分析计算Δp以及判断Δp的方向时,可选定一个正方向,将矢量运算转化为代数运算。 在一维运动中,动量正负的含义是:正号表示动量的方向与规定的正方向相同,负号表示动量的方向与规定的正方向相反。 【典例1】如图中一个质量为0.2 kg的钢球,以v=3 m/s的速度水平向右运动,碰到坚硬的墙壁后弹回,沿着同一直线以v′=3 m/s的速度水平向左运动。以向右为正方向,碰前的动量为_____,碰后的动量为_____,碰撞前后钢球的动量变化了_____。 [答案] 0.6 kg·m/s -0.6 kg·m/s -1.2 kg·m/s 【典例2】2022安徽淮安模拟)物体的运动状态可用位置坐标x和动量P描述,称为相,对应p—x图像中的一个点。物体运动状态的变化可用p—x图像中的一条曲线来描述,称为相轨迹。若将质点竖直向上抛出,以抛出点为坐标原点,竖直向上为正方向,忽略空气阻力则质点对应的相轨迹是( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 竖直向上为正方向,设位移为x时,物体的速度为v,竖直上抛运动由根据运动学公式可得 动量表达式,,根据竖直上抛运动特点,同一位置速度方向可能向上或向下,动量在同一位置存在关于x轴对称两个值;综上所述C图像符合表达式的关系。故选C。 【典例3】 某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验,气垫导轨装置如图所示,所用的气垫导轨 ... ...
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