人教版高中物理選擇性必修第一冊第一章動量守恒定律

第一章動量守恒定律1.1動量人教版高中物理選擇性必修第一冊目錄CONTENTS1

學習目標2

新課導入3

新課講解4

當堂小練1.了解生產(chǎn)、生活中的碰撞現(xiàn)象.2.通過實驗探究，經(jīng)歷猜想和尋求碰撞中“不變量”的

過程，領會實驗的基本思想.

（重點）3.理解動量的概念，會計算動量.

（重點）學習目標生活中的碰撞現(xiàn)象汽車碰撞測試新課導入生活中的碰撞現(xiàn)象錘子和釘子的碰撞生活中的碰撞現(xiàn)象擊打網(wǎng)球生活中的碰撞現(xiàn)象擊打臺球思考與討論：1.這些生活中的現(xiàn)象各不相同，是否遵循相同的規(guī)律？2.這些現(xiàn)象中是否存在不變的物理量？新課講解一、尋求碰撞中的不變量實驗：m1以速度v碰撞靜止m2，粘在一起運動。一、尋求碰撞中的不變量2.數(shù)據(jù)：次數(shù)m1/kgm2/kgv/(m/s)v'(m/s)123一、尋求碰撞中的不變量3.探究：次數(shù)碰前(m1v+0)碰后[(m1+m2)v']碰前(m1v2/2+0)碰后[(m1+m2)v'2/2]123一、尋求碰撞中的不變量4.結論：（1）從實驗數(shù)據(jù)可以看出，此實驗中兩輛小車碰撞前后，動能之和并不相等，但質(zhì)量與速度的乘積之和卻基本不變。（2）mv這個物理量具有特別的意義。在物理學中，把物體的質(zhì)量

m和速度?的乘積叫做物體的動量p，用公式表示為p=mv。在國際單位制中，動量的單位是千克米每秒，符號是kg?m/s。是狀態(tài)量，與某一時刻相對應。1.定義：2.單位：3.三性：(2)瞬時性:(1)矢量性:方向由速度方向決定，與該時刻的速度方向相同。(3)相對性:物體的動量與參考系的選擇有關，中學階段常以地球為參考系。二、動量p′pΔp①動量的變化等于末狀態(tài)動量減初狀態(tài)的動量，其方向與Δ?的方向相同（在同一直線上的問題采用代數(shù)運算）。4.動量的變化（Δ

p）定義：物體的末動量與初動量的矢量差叫做物體動量的變化。(2)表達式：

Δp=mΔ?②動量的變化也叫動量的增量或動量的改變量。不在同一條直線上的動量變化的運算，遵循平行四邊形定則。（3）試討論以下幾種運動的動量變化情況：①物體做勻速直線運動②物體做自由落體運動③物體做平拋運動④物體做勻速圓周運動動量大小、方向均不變。動量方向不變，大小隨時間推移而增大。動量方向時刻改變，大小隨時間推移而增大。動量方向時刻改變，大小不變。（1）動量和動能都是描述物體運動過程中的某一狀態(tài)。（2）動量是矢量，動能是標量。（4）動量發(fā)生變化時，動能不一定發(fā)生變化，動能發(fā)生變化時，動量一定發(fā)生變化。（3）動量與動能的定量關系：動量發(fā)生變化速度大小改變方向不變速度大小不變方向改變速度大小和方向都改變動能改變動能改變動能不變5.動量和動能例題:一個質(zhì)量m=

0.1kg的鋼球，以?=

6m/s的速度水平向右運動，碰到一個堅硬物后被彈回，沿著同一直線以?'=

6m/s的速度水平向左運動，如圖所示。碰撞前后鋼球的動量各是多少？碰撞前后鋼球的動量變化了多少？

1．（單選）如圖所示，甲、乙兩人在水平路面上沿相反方向運動。已知甲的質(zhì)量為40kg，速度大小υ1=5m/s；乙的質(zhì)量為80kg，速度大小υ2=2.5m/s。則以下說法正確的是（）A．甲的動量比乙的動量大 B．甲、乙兩人的動量相同C．甲的動量大小為200kg·m/s2

D．乙的動量大小為200kg·m/sD當堂小練2．（多選）下列關于動量的說法正確的是（）A．質(zhì)量大的物體，動量一定大B．質(zhì)量和速率都相等的物體，動量一定相同C．質(zhì)量一定的物體的速率改變，它的動量一定改變D．質(zhì)量一定的物體的運動狀態(tài)改變，它的動量一定改變CD3．（多選）如圖所示，質(zhì)量相同的兩個滑塊A、B沿兩個傾角不同（分別為α和β，α>β）質(zhì)量相同的光滑斜面，從同一高度由靜止開始滑下，它們經(jīng)斜面底端時（）A．具有相同的速率 B．具有相同的動能C．具有相同的動量 D．具有不相同的動量ABD4．（多選）關于動量的變化，下列說法正確的是（）A．在加速直線運動中，物體動量的變化量的方向與運動方向相同B．在減速直線運動中，物體動量的變化量的方向與運動方向相反C．物體的速度大小不變時，動量的變化量為零D．物體做曲線運動時，動量的變化量一定不為零AB5．（多選）A、B兩球沿一直線運動并發(fā)生正碰過程，A、B組成的系統(tǒng)，外力矢量和為0，如圖所示為兩球碰撞前、后的位移隨時間變化的圖像，a、b分別為A、B兩球碰前的位移隨時間變化的圖象，c為碰撞后兩球共同運動的位移隨時間變化的圖像，若A球質(zhì)量是m=2kg，則由圖判斷下列結論正確的是（ABC）A．碰撞前、后A球的動量變化量為4kg·m/sB．碰撞前、后B球的動量變化量為-4kg·m/sC．碰撞中A、B兩球組成的系統(tǒng)損失的動能為10JD．A、B兩球碰撞前的總動量為kg·m/s6．（多選）一質(zhì)量為2kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開始沿直線運動。F隨時間t變化的圖線如圖所示，則（）A．t=1s時物塊的速率為1m/sB．t=2s時物塊的動量大小為4kg·m/sC．t=3s時物塊的動量大小為5kg·m/sD．t=4s時物塊的速度為1m/sABDBD7．（多選）運動的物體的質(zhì)量比為2:1,則：(

)A．當它們的動能相同時，動量之比P甲∶P乙=2:1；B．當它們的動能相同時，動量之比P甲∶P乙=:1；C．當它們的動量相同時，它們的動能之比Ek甲∶Ek乙=2:1;D．當它們的動量相同時，它們的動能之比Ek甲∶Ek乙=1:2第一章動量守恒定律1.2動量定理目錄CONTENTS1

學習目標2

新課導入3

新課講解4

當堂小練1.理解沖量的概念、動量定理的內(nèi)涵.（重點）2.知道動量和動能、動量定理和動能定理的區(qū)別.

（重點）3.能夠利用動量定理解釋生產(chǎn)、生活中的有關現(xiàn)象和解決實際問題.

學習目標在日常生活中，有不少這樣的事例：跳遠時要跳在沙坑里；跳高時在下落處要放海綿墊子；從高處往下跳，落地后雙腿往往要彎曲；輪船邊緣及輪渡的碼頭上都裝有橡皮輪胎……而在某些情況下，我們又不希望緩沖，比如用鐵錘釘釘子，這是為什么呢？這樣做的目的是為了緩沖思考：新課導入1.推導：由牛頓第二定律有：F=ma加速度：整理得：

Ft=m??–m?0即：F作用了時間tF??F?0一、動量定理新課講解（1）定義：在物理學中，把力與力的作用時間的乘積叫做力的沖量。（2）公式：I=Ft單位，在國際單位制中時?！っ耄∟·s）①沖量是矢量，作用力的方向不變時其方向與力的方向相同。②沖量是過程量，是力對時間的積累效應。③沖量和功不同，恒力在一段時間內(nèi)可能不做功，但一定有沖量。④沖量的計算要明確求哪個力的沖量，還是物體的合外力的沖量。

I=Ft

只能求恒力的沖量。2.沖量⑤用F-t圖像求力的沖量：圖線與t軸所圍的面積表示F在t內(nèi)的沖量，即可以求恒力的沖量，也可以求變力的沖量。FtFtFtF1tF2（1）內(nèi)容：物體在一個過程中所受力的沖量等于它在這個過程始末的動量變化。

Ft

=Δp=p'-p

3.動量定理（2）公式：（3）注意：①公式中的F為物體所受的合外力。②動量的變化率：，即等于物體所受合外力。當動量變化較快時，物體所受合力較大，反之較小；當動量均勻變化時，物體所受合力為恒力。③動量定理的優(yōu)點：不考慮中間過程，只考慮初末狀態(tài)。④適用范圍:動量定理不但適用于恒力，也適用于隨時間變化的變力。雞蛋從高處下落是否會被打破？

雞蛋從某一高度下落，分別與石頭和海綿墊接觸前的速度是相同的，也即初動量相同，碰撞后速度均變?yōu)榱?，即末動量均為零，因而在相互作用過程中雞蛋的動量變化量相同。而兩種情況下的相互作用時間不同，與石頭碰時作用時間短，與海綿墊相碰時作用時間較長，由Ft=Δp知，雞蛋與石頭相碰時作用大，會被打破，與海綿墊相碰時作用力較小，因而不會被打破。海綿石頭想一想：例題：

一個質(zhì)量m=

0.18kg的壘球，以?0

=25m/s的水平速度飛向球棒，被球棒打擊后，反向水平飛回，速度的大小變?yōu)?=45m/s。設球棒與壘球的作用時間t=

0.01s，求球棒對壘球的平均作用力。二、動量定理的應用運用動量定理解題的一般步驟1.確定研究對象：一般為單個物體；2.明確物理過程：受力分析，求出合外力的沖量；3.明確研究對象的初末狀態(tài)及相應的動量；4.選定正方向，確定在物理過程中研究對象的動量的變化；5.根據(jù)動量定理列方程，統(tǒng)一單位后代入數(shù)據(jù)求解。為什么我們通常用鐵錘釘釘子，而跳遠時卻要跳入沙坑中？對于釘釘子：縮短作用時間，增大作用力。對于跳沙坑：延長作用時間，減小作用力。想一想：相關物理現(xiàn)象瓷器包裝水果套袋高空蹦極1．（多選）如圖，一個物體在與水平方向成θ角的拉力F的作用下保持靜止，經(jīng)過一段時間t，對幾個力的沖量，說法正確的是（）A．物體所受合力的沖量為0 B．摩擦力對物體沖量為FtcosθC．拉力對物體的沖量為Ftcosθ D．物體所受支持力的沖量為0AB當堂小練2．（多選）長征途中，為了突破敵方關隘，戰(zhàn)士爬上陡銷的山頭，居高臨下向敵方工事內(nèi)投擲手榴彈，戰(zhàn)士在同一位置先后投出甲、乙兩顆質(zhì)量均為m的手榴彈，手榴彈從投出的位置到落地點的高度差為h，在空中的運動可視為平拋運動，軌跡如圖所示，下列說法正確的有（）A．兩手榴彈在落地前瞬間重力的功率不相同B．從投出到落地，兩顆手榴彈的重力的沖量相同C．從投出到落地，兩顆手榴彈的動量變化量相同D．從投出到落地，兩顆手榴彈的動量變化率相同BCD3．（多選）如圖所示，質(zhì)量為m的小球，固定在輕桿上，繞過O點的轉(zhuǎn)軸在豎直面內(nèi)沿順時針方向做勻速圓周運動，A、B是圓周上與圓心O等高的兩點。若小球運動的速度大小為v，軌道半徑為R，且

（g為重力加速度），則小球從A點運動到點過程中，下列說法中正確的是（）A．小球所受重力的沖量為0B．小球所受向心力的沖量為mvC．小球所受合力的沖量大小為2mvD．輕桿對小球作用力的沖量大小為mvCD4．（單選）一質(zhì)量m=4kg的物體靜置在粗糙的水平地面上，物體與地面的摩擦因數(shù)μ=0.5從t=0時刻開始對物體施加一水平力F，其大小如圖所示。已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g=10m/s2，則在0~1.0s時間內(nèi)，摩擦力對物體產(chǎn)生的沖量大小為（）A．10N·s B．16N·s C．20N·s D．25N·sB5．（單選）放在水平面上的物塊，受到與水平方向夾角為60°，斜向上拉力F的作用，F(xiàn)的大小與時間t的關系和物體速度v與時間t的關系分別如圖所示，根據(jù)圖象提供的信息，下面判斷正確的是（）A．由圖象可以求出物體的質(zhì)量B．拉力F在4秒內(nèi)的沖量是8N·sC．拉力F在4秒內(nèi)的沖量是3N·sD．物體在4秒內(nèi)的動能變化是6JB6．（單選）沿同一直線，甲、乙兩物體分別在外力F1、F2作用下做直線運動，甲在t1時間內(nèi)，乙在t2時間內(nèi)動量p隨時間t變化的p-t圖像如圖所示，設甲物體在t1時間內(nèi)所受到的沖量大小為I1，乙物體在t2時間內(nèi)所受到的沖量大小為I2，則兩物體所受外力F及其沖量I的大小關系是（）A．F1>F2，I1=I2B．F1<F2，I1<I2C．F1>F2，I1>I2D．F1=F2，I1=I2A7．（單選）如圖所示，用0.5kg的鐵錘敲釘子，打擊之前鐵錘的速度為4m/s，打擊之后鐵錘的速度反向，大小為1m/s，設兩者接觸時間為0.01s，g=10m/s2，則釘子對鐵錘的平均作用力為（）A．200N B．250N C．255N D．300NC8．（多選）質(zhì)量為1kg的物體在水平面內(nèi)做直線運動，其速度—時間圖像如圖所示，則下列說法正確的是（）A．物體在10s~20s內(nèi)所受合力做的功為0B．物體在0~10s內(nèi)所受合力做的功為25JC．物體在0~10s內(nèi)所受合力的沖量的大小為10N·sD．物體在10s~20s內(nèi)所受合力的沖量的大小為10N·sAD第一章動量守恒定律1.3動量守恒定律目錄CONTENTS1

學習目標2

新課導入3

新課講解4

當堂小練1.在知道系統(tǒng)、內(nèi)力和外力的基礎上理解動量守恒定律，知道動量守恒定律的普適性.（重點）2.能用動量守恒定律解釋生產(chǎn)生活中的一些現(xiàn)象，并能解決實際問題.

3.了解求初、末動量不在一條直線上的動量變化的方法.

學習目標

ABm2m1

m2m1系統(tǒng)：有相互作用的兩個（或兩個以上）物體構成一個系統(tǒng)內(nèi)力：系統(tǒng)中相互作用的各物體之間的相互作用力外力：外部其他物體對系統(tǒng)的作用力N1G1N2G2F1F2系統(tǒng)內(nèi)力外力如何理解系統(tǒng)、內(nèi)力和外力？新課導入

ABm2m1

m2m1m2m1

AB光滑F(xiàn)1F21.試用牛頓運動定律推導兩物體碰撞前后的總動量的關系一、相互作用的兩個物體的動量改變新課講解觀看視頻，你有何感想？如果一個系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為0，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。這就是動量守恒定律。1、內(nèi)容：2、公式：二、對動量守恒定律的理解？3、條件：(1)系統(tǒng)不受外力；(理想條件)(2)系統(tǒng)受到外力，但外力的合力為零；(實際條件)(3)系統(tǒng)所受外力合力不為零，但系統(tǒng)內(nèi)力遠大于外力，外力相對來說可以忽略不計，因而系統(tǒng)動量近似守恒；(近似條件）(4)系統(tǒng)總的來看雖不符合以上三條中的任何一條，但在某一方向上符合以上三條中的某一條，則系統(tǒng)在這一方向上動量守恒.(單向條件)二、對動量守恒定律的理解？例1:在列車編組站里，一輛m1=1.8×104kg

的貨車在平直軌道上以v1=2m/s的速度運動，碰上一輛m2=2.2×104kg的靜止貨車，它們碰撞后結合在一起繼續(xù)運動，求貨車碰撞后的運動速度。①本題中相互作用的系統(tǒng)是什么？②分析系統(tǒng)受到哪幾個外力的作用？是否符合動量守恒的條件？地面摩擦力和空氣阻力遠小于內(nèi)力動量守恒

m1m2系統(tǒng)N1N2F2內(nèi)力外力F1G1G2

m1m2x0解：沿碰撞前貨車運動的方向建立坐標軸，有v1=2

m/s

設兩車結合后的速度為v。兩車碰撞前的總動量為：兩車碰撞后的總動量為：由動量守恒定律可得：所以代入數(shù)值，得v=0.9m/s

例2:

一枚在空中飛行的火箭，質(zhì)量為m，在某點的速度為v，方向水平，燃料即將耗盡。火箭在該點突然炸裂成兩塊，其中質(zhì)量為m1的一塊沿著與v相反的方向飛去，速度為v1

。求炸裂后另一塊的速度v2。

m1m2x0解：火箭炸裂前的總動量為：炸裂后的總動量為：根據(jù)動量守恒定律可得：解出：1.找：找研究對象(系統(tǒng)包括那幾個物體)和研究過程；2.析：進行受力分析，判斷系統(tǒng)動量是否守恒(或在某一方向是否守恒)；3.定：規(guī)定正方向，確定初末狀態(tài)動量正負號，畫好分析圖；4.列：由動量守恒定律列方程；5.算：合理進行運算，得出最后的結果，并對結果進行分析。應用動量守恒定律解題的基本步驟和方法1、動量守恒定律只涉及過程始末兩個狀態(tài),與過程中力的細節(jié)無關。2、動量守恒定律不僅適用于宏觀、低速問題，而且適用于高速、微觀的問題。3、動量守恒定律是一個獨立的實驗規(guī)律,它適用于目前為止物理學研究的一切領域。三、動量守恒定律的普適性牛頓運動定律解決問題要涉及整個過程的力。這些領域，牛頓運動定律不在適用。1．（單選）關于動量守恒定律，以下說法錯誤的是（）A．系統(tǒng)不受外力時，動量一定守恒B．動量守恒定律也適用于高速運動的物體和微觀粒子的情況C．一個系統(tǒng)的動量守恒，則機械能也守恒D．兩物體組成的系統(tǒng)，受合外力為零，則兩物體動量的改變量大小一定相等C當堂小練2．（單選）木塊a和b用一根輕彈簧連接起來，放在光滑水平面上，a緊靠在墻壁上，在b上施加向左的水平力使彈簧壓縮，如圖所示，當撤去外力后，下列說法中正確的是（）A．a(chǎn)尚未離開墻壁前，a和b組成的系統(tǒng)動量守恒B．a(chǎn)尚未離開墻壁前，a和b組成的系統(tǒng)機械能守恒C．a(chǎn)離開墻壁后，a和b組成的系統(tǒng)動量守恒D．a(chǎn)離開墻壁后，a和b、彈簧組成的系統(tǒng)機械能不守恒C3．（多選）如圖所示，光滑水平面上兩小車中間夾一壓縮了的輕彈簧，兩手分別按住小車，使它們靜止，對兩車及彈簧組成的系統(tǒng)，下列說法中正確的是（）A．兩手同時放開后，系統(tǒng)總動量始終為零B．先放開左手，后放開右手，此后動量不守恒C．先放開左手，后放開右手，總動量向左D．無論是否同時放手，只要兩手都放開后，在彈簧恢復原長的過程中，系統(tǒng)總動量都保持不變，但系統(tǒng)的總動量不一定為零ACD4．（單選）如圖所示，在光滑的水平面上，一個人站在平板車上用錘子連續(xù)敲打小車。初始時，人、車、錘都靜止。下列說法正確的是（）A．在連續(xù)敲打的過程中，小車始終保持靜止B．人、車和錘組成的系統(tǒng)機械能守恒C．人、車和錘組成的系統(tǒng)動量守恒D．若地面足夠粗糙，連續(xù)敲打可使小車向右運動D5．（單選）如圖所示，彈簧的一端固定在豎直墻上，質(zhì)量為M的光滑弧形槽靜止在光滑水平面上，底部與水平面相切，一個質(zhì)量為m（m<M）的小球從弧形槽h高處由靜止開始下滑，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．在下滑過程中弧形槽對小球的彈力始終不做功B．在小球壓縮彈簧的過程中小球的機械能守恒C．小球離開彈簧后，小球和弧形槽組成的系統(tǒng)機械能守恒，但小球不能回到弧形槽h高處D．在整個過程中，小球、弧形槽和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，在下滑過程中弧形槽和小球動量守恒C6．（單選）宇航員在太空中出太空艙時，不小心觸碰艙門獲得了一個相對于太空艙的漂移速度v，遠離太空艙而去。為確保安全，宇航員調(diào)整自身方向，打開了動力裝置的開關，沿速度方向一次噴出質(zhì)量為?m的氮氣后，宇航員相對太空艙靜止。已知噴出氮氣前宇航員及所帶裝備的總質(zhì)量為M，則噴出的氣體相對太空艙的速度大小是（）A．

B．

C．

D．B7．（單選）質(zhì)量為M的機車后面掛著質(zhì)量為m的拖車，在水平軌道上以速度v勻速運動，已知它們與水平軌道間的摩擦力與它們的質(zhì)量成正比。運動過程中拖車脫鉤，但當時司機沒發(fā)現(xiàn)，當拖車剛停下來時，機車的速度為（）A．

B．

C．

D．C8．（單選）某同學質(zhì)量為60kg，在軍事訓練中，要求他從岸上以大小為1m/s的速度跳到一條向他緩緩飄來的小船上，然后去執(zhí)行任務，小船的質(zhì)量是120kg，原來的速度大小是0.5m/s，該同學跳上船后停在船上，則（）A．人和小船最終靜止的水面上B．船最終的速度是0.5m/sC．船的動量變化量大小為20kg.m/sD．該過程同學的動量變化量大小為100kg.m/sA9．（單選）如圖所示，質(zhì)量m=120kg的小船靜止在平靜水面上，船兩端分別載著質(zhì)量為m甲=60kg和m乙=80kg的甲、乙兩位游泳者。在同一水平線上，甲向左、乙向右相對于河岸同時以速度大小v1、v2躍入水中。若甲、乙躍入水中后，小船仍然靜止，則v1/v2等于（）A．4/3 B．3/4 C．2/3 D．3/2A10．（單選）如圖所示，裝有炮彈的火炮總質(zhì)量為m1，炮彈的質(zhì)量為m2，炮彈射出炮口時對地的速率為v0，若炮管與水平地面的夾角為θ，則火炮后退的速度大小為（設水平面光滑）（）A．B． C． D．C第一章動量守恒定律1.4實驗：驗證動量守恒定律目錄CONTENTS1

學習目標2

新課講解3

當堂小練1.掌握驗證動量守恒定律的實驗思路和實驗方法；明確實驗所需測量的物理量及其測量方法.（重點）2.設計實驗方案，進行數(shù)據(jù)處理，得出實驗結論.

（重點）3.知道驗證動量守恒定律的實驗注意事項.

（重點）學習目標一、實驗目的驗證碰撞中的動量守恒。二、實驗思路在一維碰撞(碰撞前后物體都在同一直線上運動)的情況下,令兩個物體的質(zhì)量分別為m1、m2,碰撞前的速度分別為v1、v2,碰撞后的速度分別為v1'、v2',如果速度的方向與設定的坐標軸的正方向一致,取正值,反之則取負值。測出m1、m2,v1、v2,v1'、v2',若m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2',那么碰撞中動量守恒。新課講解三、參考案例1：研究氣墊導軌上滑塊碰撞時的動量守恒1.實驗中物理量的測量(1)質(zhì)量的測量:用天平測量質(zhì)量。(2)速度的測量:利用公式v=,式中Δx為滑塊(擋光片)的寬度,Δt為計時器顯示的滑塊(擋光片)經(jīng)過光電門所對應的時間。(3)利用在滑塊上增加重物的方法改變碰撞物體的質(zhì)量。2.實驗方法(1)用細線將彈簧片壓縮,放置于兩個滑塊之間,并使它們靜止,然后燒斷細線,彈簧片彈開后落下,兩個滑塊隨即向相反方向運動(圖甲)。(2)在兩滑塊相碰的端面上裝上彈性碰撞架(圖乙),可以得到能量損失很小的碰撞。(3)在兩個滑塊的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥,碰撞時撞針插入橡皮泥中,把兩個滑塊連成一體運動(圖丙),這樣可以得到能量損失很大的碰撞?！緦嶒炂鞑摹繗鈮|導軌(含氣泵)、光電計時器、滑塊(帶擋光片)、彈簧片(或彈簧)、細繩、彈性碰撞架、撞針、橡皮泥等?！緦嶒灢襟E】(1)用天平測出兩滑塊的質(zhì)量,用毫米刻度尺測出滑塊上擋光片的寬度。(2)安裝好氣墊導軌,調(diào)節(jié)導軌下面的調(diào)節(jié)旋鈕,直到水平儀中的氣泡位于中央,此時導軌水平。(3)接通氣泵的電源,向氣墊導軌通入壓縮空氣。(4)按照實驗方法(2),把滑塊2放在氣墊導軌的中間,使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮筋后釋放滑塊1。(5)記錄滑塊1通過光電門的時間t1,碰后滑塊1和滑塊2依次通過光電門的時間t1'、t2?！緮?shù)據(jù)處理】結論:碰撞前兩滑塊的動量之和等于碰撞后兩滑塊的動量之和?！咀⒁馐马棥?1)氣墊導軌是一種精度較高的現(xiàn)代化儀器,切忌振動、重壓,嚴防碰傷和劃傷,禁止在不通氣的情況下將滑塊在軌面上滑動。(2)調(diào)整氣墊導軌時要利用水平儀確保導軌水平。比較項碰撞前碰撞后質(zhì)量m1m2m1m2

速度v1v2v1'v2'

總動量

1.實驗中物理量的測量如圖所示,質(zhì)量較大的小球從斜槽上固定位置滾下來,跟放在斜槽末端的另一質(zhì)量較小的球發(fā)生碰撞后都做平拋運動。由平拋運動知識可知,各小球落地的時間相等。這樣如果用小球的飛行時間作時間單位,那么小球飛出的水平距離在數(shù)值上就等于它的水平四、參考案例2：研究斜槽末端小球碰撞時的動量守恒

速度。因此,只要分別測出兩小球的質(zhì)量m1、m2和不放被碰小球時入射小球在空中飛出的水平距離OP,以及入射小球與被碰小球碰撞后分別在空中飛出的水平距離OM和ON,若在實驗誤差允許的范圍內(nèi)m1OP=m1OM+m2ON,就驗證了小球組成的系統(tǒng)碰撞前后總動量守恒。2.實驗方法【實驗器材】斜槽、鉛垂線、質(zhì)量不等的小球、白紙、復寫紙、刻度尺、圓規(guī)、三角板、天平等。【實驗步驟】(1)用天平測出兩個小球的質(zhì)量,并選定質(zhì)量大的小球為入射小球。(2)按照圖所示,安裝實驗裝置。調(diào)整固定斜槽,應使斜槽末端水平,即在水平槽上放置小球,小球能夠保持靜止,說明槽口末端水平。(3)在水平地面上適當位置鋪放白紙,在白紙上鋪放復寫紙,記下鉛垂線所指的位置O(斜槽末端)。(4)不放被碰小球,讓入射小球從斜槽上某固定高度滾下,重復10次。用盡可能小的圓把所有的小球落點圈在里面,圓心P就是小球落點的平均位置。(5)把被碰小球放在斜槽末端,讓入射小球從同一高度滾下,使它們發(fā)生碰撞,重復實驗10次。用步驟(4)的方法,標出碰后入射小球落點的平均位置M和被碰小球的落點的平均位置N。如圖所示。(6)連接ON,測量線段OP、OM、ON的長度。將測量數(shù)據(jù)填入表中。【數(shù)據(jù)處理】結論:碰撞前兩小球的動量之和等于碰撞后兩小球的動量之和?！咀⒁馐马棥?1)斜槽末端點的切線要水平。(2)入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量。(3)每次入射小球在斜槽上同一高度自由滾下。(4)白紙鋪好后不能移動。實驗次數(shù)入射小球的質(zhì)量m1/g被碰小球的質(zhì)量m2/gOP(cm)OM(cm)ON(cm)碰前動量碰后動量1

2

1．現(xiàn)利用如圖所示的裝置驗證動量守恒定律。在圖中，氣墊導軌上有A、B兩個滑塊，滑塊A右側(cè)帶有彈簧片，滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定完全相同的遮光片，光電計時器（未完全畫出）可以記錄遮光片通過光電門的時間。將光電門2固定在滑塊B的右側(cè)，光電門1固定在滑塊A的右側(cè)，現(xiàn)給滑塊A向右的初速度，使它與靜止的B相碰。碰前與光電門1相連的光電計時器顯示的時間是t1，碰后與光電門1相連的光電計時器顯示的時間是t2，與光電門2相連的光電計時器顯示的時間是t3，滑塊A的質(zhì)量m1，滑塊B的質(zhì)量m2。當堂小練（1）要驗證碰撞中動量守恒，需要驗證的表達式為_______（m1、m2、t1、t2、t3用表示）．（2）要驗證碰撞是彈性碰撞，需要驗證的表達式為_______（t1、t2、t3用表示）．（3）假設碰撞是彈性碰撞，為保證碰后A向左運動，則m1______m2（填“>”“<”或“=”）．<【答案】2.某同學利用如圖甲所示的實驗裝置“驗證動量守恒定律”，兩滑塊A、B由氣墊導軌的左右兩側(cè)開始滑動，經(jīng)測量可知兩滑塊通過光電門1、2的遮光時間分別為?t1和?t2，兩滑塊碰后粘在一起，且經(jīng)過一段時間第二次通過光電門2，測量可知第二次通過光電門時的遮光時間為?t。（1）該同學利用螺旋測微器測量兩遮光條的寬度時，其讀數(shù)均如圖乙所示，則遮光條的寬度d=________mm。（2）兩滑塊第二次通過光電門2的速度是________（用d、?t表示）（3）該同學測得兩滑塊A、B的質(zhì)量（包括遮光條的質(zhì)量）分別為m1和m2，寫出動量守恒的關系式：________（用相關物理量的字母表示）【答案】3.485（3.482—3.488）

3．利用氣墊導軌通過閃光照相進行“探究碰撞中的不變量”實驗.實驗所用的裝置：甲圖兩滑塊分別裝有彈性圈，乙圖兩滑塊分別裝有撞針和橡皮泥。則：（1）若實驗要求研究兩滑塊碰撞時機械能損失最大，應選圖___________（選填“甲”或“乙”）；（2）某次實驗所用兩滑塊A、B的質(zhì)量分別為mA=0.3kg、mB=0.9kg，碰撞前B滑塊靜止，A滑塊勻速向B滑塊運動并發(fā)生碰撞，利用頻閃照相的方法連續(xù)4次拍攝得到的閃光照片如圖丙所示。相鄰兩次閃光的時間間隔為T=0.2s，在這4次閃光的過程中，A、B兩滑塊均在0-80cm范圍內(nèi)，且第1次閃光時，滑塊A恰好位于x=10.0cm處.若A、B兩滑塊的碰撞時間及閃光持續(xù)的時間極短均可忽略不計。試根據(jù)閃光照片分析得出：若選取水平向右為正方向，則兩滑塊碰撞前A的動量為___________kg.m/s.兩滑塊碰撞后A的動量為______kg.m/s，B的動量為__________kg.m/s.通過實驗數(shù)據(jù)分析，就可以找到碰撞前后的“不變量”?！敬鸢浮恳?.3-0.150.454．如圖所示為“驗證動量守恒定律”實驗裝置的示意圖，下面是本實驗中涉及到的部分物理量∶h∶入射球釋放時的高度H∶小球離開斜槽末端平拋的高度OP、OQ、OR∶平拋的水平位移（1）在以上幾個量中必須測量的是OP、OQ、__________（填表示物理量的符號）。除這些量外，實驗中還應測量的物理量是入射小球的質(zhì)量m1和__________（用文字表述，并明確一個表示該量的符號）。（2）實驗最終要驗證的表達式為____________________。（用上邊的符號表示）（3）下列哪些做法有助于完成實驗，減小實驗誤差__________。A．實驗前仔細調(diào)整斜槽，使其末端點的切線水平B．讓入射小球的直徑大于被碰小球的直徑C．改變?nèi)肷湫∏蚧碌母叨萮，重復實驗，通過多次測量取平均值確定水平位移D．注意在實驗中不能移動地面上所鋪白紙的位置【答案】OR被碰小球的質(zhì)量m2AD5．某同學用如圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律。實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡。重復上述操作10次，得到10個落點痕跡。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡．重復這種操作10次，得到了如圖乙所示的三個落地點。（1）找出各落地點的平均位置，并在如圖中讀出OP＝________。（2）已知mA：mB＝2：1，碰撞過程中動量守恒，則由圖可以判斷出R是________球的落地點，P是________球的落地點。（3）用題中的字母寫出動量守恒定律的表達式_______________?！敬鸢浮?3.0cmBAmA·OQ＝mA·OP＋mB·OR6．用圖甲所示裝置驗證動量守恒定律，在長木板右端下面墊放小木片，補償阻力。小車P的前端粘有橡皮泥，后端連著紙帶。接通電源，輕推小車P使之運動，小車P運動一段時間后，與原來靜止的小車Q相碰，并粘合在一起繼續(xù)運動。（已知打點計時器電源頻率為50Hz）（1）兩車碰撞前后打出的紙帶如圖乙所示。測得小車P的質(zhì)量（包含橡皮泥）mP=0.40kg，小車Q的質(zhì)量mQ=0.10kg，由以上數(shù)據(jù)求得碰前系統(tǒng)總動量為___________kg·m/s，碰后系統(tǒng)總動量為___________kg·m/s。（均保留兩位有效數(shù)字）（2）實驗結論：___________。【答案】0.220.21在誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞前后P、Q總動量守恒第一章動量守恒定律1.5彈性碰撞和非彈性碰撞目錄CONTENTS1

學習目標2

新課講解3

當堂小練1.知道彈性碰撞和非彈性碰撞的特點.（重點）2.能定量分析一維碰撞問題.

（重點）3.能解釋生產(chǎn)生活中的彈性碰撞和非彈性碰撞現(xiàn)象.

學習目標

兩個物體的質(zhì)量都是m,碰撞以前一個物體靜止,另一個以速度v向它撞去。碰撞以后兩個物體粘在一起,成為一個質(zhì)量為2m的物體,以速度v’繼續(xù)前進。v靜止mmv’2m根據(jù)動量守恒定律：碰撞后的共同速度：碰撞前的總動能：碰撞后的總動能：機械能不守恒一、彈性碰撞和非彈性碰撞新課講解v靜止mmv’2m1、非彈性碰撞：如果碰撞過程中機械能不守恒，這樣的碰撞叫做非彈性碰撞。完全非彈性碰撞碰撞的特點是碰后粘在—起(或碰后具有共同的速度)，其動能損失最大。——是非彈性碰撞的特例一、彈性碰撞和非彈性碰撞2、彈性碰撞：如果碰撞過程中機械能守恒，這樣的碰撞叫做彈性碰撞。一、彈性碰撞和非彈性碰撞通常情況下的鋼球、玻璃球等碰撞時，動能損失較小，皆可視為彈性碰撞。v1靜止m1m2v2’m2根據(jù)動量守恒定律彈性碰撞機械能守恒碰撞后兩個物體的速度:1、動碰靜：

物體m1以速度v1與原來靜止的物體m2發(fā)生彈性碰撞，碰撞后它們的速度分別為v1’

和v2’

。用m1、m2、v1表示v1’

和v2’

的公式。v1’m1二、彈性碰撞的實例分析碰撞后兩個物體的速度:二、彈性碰撞的實例分析結論：(1)當m1＝m2時，v1′＝0，v2′＝v1(質(zhì)量相等，速度交換)(2)當m1＞m2時，v1′＞0，v2′＞0，且v2′＞v1′(大碰小，一起跑)(3)當m1＜m2時，v1′＜0，v2′＞0(小碰大，要反彈)(4)當m1?m2時，v1′＝v0，v2′＝2v1(極大碰極小，大不變，小加倍)(5)當m1?m2時，v1′＝－v1，v2′＝0(極小碰極大，小等速率反彈，大不變)碰撞過程中系統(tǒng)動量守恒：彈性碰撞中沒有機械能損失：若v2=0時，結論與前面的是否相同？2、動碰動：若在一光滑水平面上有兩個質(zhì)量分別為m1、m2的剛性小球A和B，以初速度v1、v2運動，若它們能發(fā)生碰撞（為一維彈性碰撞），碰撞后它們的速度分別為v’1和v’2分別是多大？二、彈性碰撞的實例分析3、碰撞三原則：(1)動量守恒：即p1＋p2＝p1′＋p2′.(2)動能不增加：即Ek1＋Ek2≥Ek1′＋Ek2′.(3)速度要合理①若碰前兩物體同向運動，則應有v后>v前，碰后原來在前的物體速度一定增大，若碰后兩物體同向運動，則應有v前′≥v后′。②碰前兩物體相向運動，碰后兩物體的運動方向不可能都不改變。二、彈性碰撞的實例分析1．（單選）在光滑的水平面上有一質(zhì)量為0.2kg的小球，以5.0m/s的速度向前運動，與質(zhì)量為0.3kg的靜止木塊發(fā)生碰撞，假設碰撞后木塊的速度v木＝4.2m/s，則（）A．這一假設是合理的，碰撞后小球的速度v球＝－1.3m/sB．這一假設是合理的，碰撞后小球的速度v球＝1.3m/sC．這一假設是不合理的，因為這種情況不可能發(fā)生D．這一假設是可能發(fā)生的，但因題給的條件不足，球的速度不能確定C課堂小練2．（單選）如圖所示，五個等大的小球B、C、D、E、F，沿一條直線靜放在光滑水平面上，另一等大小球A沿該直線以速度v向B球運動，小球間若發(fā)生碰撞均為彈性碰撞。若B、C、D、E四個球質(zhì)量相等，且比A、F兩球質(zhì)量均要大些，則所有碰撞結束后，還在運動的小球個數(shù)為（）A．1個 B．2個 C．3個 D．4個C3．（單選）如圖所示，光滑水平面上有外形相同的A、B兩個物體均向左運動，物體A的動量p1=5kg·m/s，物體B的動量p2=7kg·m/s，在物體A與物體B發(fā)生對心碰撞后物體B的動量變?yōu)?0kg·m/s，則A、B兩個物體的質(zhì)量m1與m2間的關系可能是（）A．m1=m2 B．m1=m2/2 C．m1=m2/4 D．m1=m2/6C4．（多選）質(zhì)量分別為m1和m2的兩個物塊在光滑的水平面上發(fā)生正碰，碰撞時間極短，其x-t圖像如圖所示，則下列判斷正確的是（）A．兩物塊的質(zhì)量之比m1：m2=1：3 B．兩物塊的質(zhì)量之比m1：m2=1：2C．兩物塊碰撞后粘在一起 D．此碰撞一定為彈性碰撞AD5．（多選）如圖為兩物體A、B在沒有其他外力作用時相互作用前后的v-t圖像，則由圖像可知（）A．A、B的質(zhì)量之比為5:3

B．A、B作用前后總動量守恒C．A、B作用前后總動量不守恒 D．A、B間相互作用力相同AB6．（多選）如圖所示，大小相同的擺球a和b的質(zhì)量分別為m和3m，擺長相同，并排懸掛，平衡時兩球剛好接觸，將擺球a向左拉到虛線位置后釋放。若兩球的碰撞是彈性的，下列判斷正確的是（）A．第一次碰撞后的瞬間，兩球的速度大小相等B．第一次碰撞后的瞬間，a和b球都向右運動C．第一次碰撞后，a球反彈可以重新回到左側(cè)虛線位置D．第一次碰撞后，b球不可能到達右側(cè)虛線位置AD7．（多選）如圖所示，在光滑水平面上，靜止著一個質(zhì)量為m1的小球A，另一相同大小、質(zhì)量為m2的小球B，以速度v與A發(fā)生彈性正碰，若碰后A、B兩球的速度大小之比為3：1，則兩球質(zhì)量關系正確的是（）A．2m1=m2 B．3m1=5m2C．5m1=3m2 D．3m1=m2BD8．（多選）甲、乙兩輛玩具汽車，質(zhì)量分別為m1=1kg，m2=2kg，在光滑水平面上沿同一直線運動，速度分別是v1=8m/s，v2=2m/s，甲從后面追上乙，并發(fā)生正碰，碰后兩物體的速度有可能是（）A． B．C． D．AB第一章動量守恒定律1.6反沖現(xiàn)象

火箭目錄CONTENTS1

學習目標2

新課導入3

新課講解4

課堂小結5

當堂小練1.認識反沖現(xiàn)象，并能舉出幾個反沖運動的實例.2.能結合動量守恒定律對反沖現(xiàn)象做出解釋.

（重點）3.了解我國航空、航天事業(yè)的巨大成就，增強民族自信心和自豪感.

學習目標以下現(xiàn)象體現(xiàn)了什么物理原理？烏賊游動海上沖水新課導入一、反沖運動1.定義：當一個物體向某一方向射出(或拋出)它的一部分時，這個物體的剩余部分向相反方向運動的現(xiàn)象．2.特點：①物體間相互作用突然發(fā)生，時間短，作用強。②系統(tǒng)所受外力一般不為零，但遠遠小于內(nèi)力。3.原理：遵循動量守恒定律新課講解二、火箭我國早在宋代就發(fā)明了火箭，在箭支上扎個火藥筒，火藥筒的前端是封閉的，火藥點燃后生成的燃氣以很大的速度向后噴出，火箭由于反沖而向前運動?，F(xiàn)代火箭結構例2：設火箭發(fā)射前的總質(zhì)量是M，燃料燃盡后的質(zhì)量為m，火箭燃氣的噴射速度為v.求燃料燃盡后火箭的飛行速度為v′．火箭飛行最大速度由什么因素決定？解：在火箭發(fā)射過程中，由于內(nèi)力遠大于外力，所以動量守恒。取火箭的速度方向為正方向，發(fā)射前火箭的總動量為0，由動量守恒定律得：1.噴氣速度2.質(zhì)量比（即火箭開始飛行時的質(zhì)量與燃料燃盡時的質(zhì)量之比）決定火箭最終速度因素：三、“人船模型”問題

如圖所示，質(zhì)量為M的小船長L，靜止于水面，質(zhì)量為m的人從船右