資源簡介

章末素養提升
物理觀念 物理概念 動量：物體的質量和速度的乘積
沖量：力與力的作用時間的乘積
物理原理 動量定理：I＝p′－p或F(t′－t)＝mv′－mv 動量守恒定律：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′
科學思維 極限思想 知道動量定理適用于變力情況，會用極限思想理解變力沖量的求解過程
理想化模型 碰撞模型；彈性碰撞問題；反沖現象
圖像法 能夠通過F－t圖像求某力的沖量；通過F合－t圖像求合力的沖量或動量的變化量
科學探究 1.能提出與碰撞前后的動量測量及對實驗造成影響等相關的物理問題 2.能設計驗證動量守恒定律的實驗方案并進行交流論證。知道實驗需測量的物理量和所需器材，知道碰撞前后速度的測量方法，能測量并記錄數據 3.能寫出具體碰撞情境中碰撞前后表征動量守恒的表達式，能分析數據驗證動量守恒定律，能對實驗誤差及誤差產生的原因進行分析
科學態度與責任 1.了解生產生活中應用動量定理、動量守恒定律、反沖運動等實例，進一步提高學習物理的興趣，加強對科學本質的認識 2.通過動量守恒定律的學習，認識到物理學是人類認識自然的方式之一，是不斷發展的，具有相對持久性和普適性 3.了解我國航天事業的巨大成就，增強對我國科學技術發展的信心
例1　(多選)(2024·成都市高一期末)2023年5月28日，中國棒球聯賽(成都站)在四川省棒球壘球曲棍球運動管理中心棒球場鳴哨開賽。如圖，在某次比賽中，一質量為0.2 kg的壘球，以10 m/s的水平速度飛至球棒，被球棒打擊后反向水平飛回，速度大小變為30 m/s，設球棒與壘球的作用時間為0.01 s，下列判斷正確的是(　　)
A．球棒對壘球做功為80 J
B．壘球動量變化量的大小為4 kg·m/s
C．球棒對壘球的平均作用力大小為800 N
D．球棒與壘球作用時間極短，故壘球動量守恒
答案　AC
解析　設壘球水平飛回的速度方向為正方向，則v1＝－10 m/s、v2＝30 m/s，球棒與壘球的作用過程由動能定理得球棒對壘球做功W＝mv22－mv12，代入數據得球棒對壘球做功為W＝80 J，A正確；壘球動量變化量為Δp＝mv2－mv1，代入數據得Δp＝8 kg·m/s，B錯誤；由動量定理F·Δt＝mv2－mv1，得球棒對壘球的平均作用力大小為F＝800 N，C正確；球棒與壘球之間存在力的作用，故壘球動量不守恒，D錯誤。
例2　(多選)(2023·新課標卷)使甲、乙兩條形磁鐵隔開一段距離，靜止于水平桌面上，甲的N極正對著乙的S極，甲的質量大于乙的質量，兩者與桌面之間的動摩擦因數相等。現同時釋放甲和乙，在它們相互接近過程中的任一時刻(　　)
A．甲的速度大小比乙的大
B．甲的動量大小比乙的小
C．甲的動量大小與乙的相等
D．甲和乙的動量之和不為零
答案　BD
解析　對甲、乙受力分析，如圖所示：
根據牛頓第二定律：a甲＝＝－μg，a乙＝＝－μg，由于m甲>m乙，所以a甲m乙，所以Ff1>Ff2，對于整個系統不滿足動量守恒，所以甲的動量大小與乙的不相等，選項C錯誤；對于整個系統而言，由于Ff1>Ff2，合力方向向左，合沖量方向向左，所以合動量方向向左，故甲的動量大小比乙的小，選項B、D正確。
例3　(2023·無錫市高二期末)兩物塊A、B用輕彈簧相連，質量均為2 kg，初始時彈簧處于原長，A、B兩物塊都以v＝6 m/s的速度在光滑的水平地面上運動，質量為4 kg的物塊C靜止在前方，如圖所示。已知B與C碰撞后二者會粘在一起運動。在以后的運動中：
(1)當彈簧的彈性勢能最大時，物塊A的速度為多大？
(2)彈簧彈性勢能的最大值是多少？
答案　(1)3 m/s　(2)12 J
解析　(1)當物塊A、B、C的速度相等時彈簧的彈性勢能最大，根據A、B、C組成的系統動量守恒，取向右為正方向，有
(mA＋mB)v＝(mA＋mB＋mC)vABC
代入數據解得vABC＝3 m/s
(2)B、C碰撞時B、C組成的系統動量守恒，設碰撞后瞬間B、C的共同速度為vBC，
則有mBv＝(mB＋mC)vBC
代入數據解得vBC＝2 m/s
當A、B、C三者的速度相等時，彈簧的彈性勢能最大，設為Ep，在B、C碰撞后，A與B、C組成的系統通過彈簧相互作用的過程中機械能守恒。
根據機械能守恒定律得
Ep＝ (mB＋mC) vBC2＋mAv2－ (mA＋mB＋mC) vABC2＝12 J。
例4　(2023·貴陽市高二期末)如圖，光滑水平面上有兩個等高的滑板A和B，質量分別為1 kg和2 kg，A右端放置質量為1 kg的滑塊C，A和C以相同速度v0＝4 m/s向右運動，B以速度kv0向左運動，在某時刻發生碰撞，作用時間極短，碰撞后A和B粘在一起形成一個新滑板，滑塊C與滑板A和B之間的動摩擦因數均為μ＝0.1。重力加速度g取10 m/s2。
(1)若0(2)若k＝0.5，求從碰撞后瞬間到滑塊C與新滑板相對靜止需要的時間；
(3)若k＝0.5，求從碰撞后瞬間到滑塊C與新滑板相對靜止過程，新滑板對滑塊C作用力的沖量大小。
答案　(1) m/s　方向向右　(2)3 s　(3)3 N·s
解析　(1)滑板A、B碰撞過程中滿足動量守恒，設碰撞后滑板A、B形成的新滑板的速度為v板，滑板A和B質量分別為1 kg和2 kg，以向右為正方向，則有Mv0－2M·kv0＝(M＋2M)v板
解得v板＝ m/s>0
速度方向向右。
(2)若k＝0.5，碰后速度v板＝0
根據動量守恒Mv0＝(M＋M＋2M)v
從碰撞后瞬間到滑塊C與新滑板相對靜止，對滑塊C根據動量定理，有Mv－Mv0＝－μMgt
解得t＝3 s
(3)If＝μMgt＝3 N·s，IN＝FNt＝30 N·s
則I＝＝3 N·s。
例5　如圖所示，在光滑水平面上有一帶擋板的長木板，擋板和長木板的總質量為m，木板長度為L(擋板的厚度可忽略)，擋板上固定有一個小炸藥包(可視為質量不計的點)。木板左端有一質量也為m(可視為質點)的滑塊。滑塊與木板間的動摩擦因數恒定，整個系統處于靜止狀態。給滑塊一個水平向右的初速度v0，滑塊相對木板向右運動，剛好能與小炸藥包接觸，接觸瞬間小炸藥包爆炸(此過程時間極短，爆炸后滑塊與木板只在水平方向上運動，且完好無損)，滑塊最終回到木板的左端，恰與木板相對靜止。重力加速度為g。求：
(1)滑塊與木板間的動摩擦因數；
(2)小炸藥包爆炸完畢時滑塊和木板的速度大小。
答案　(1)　(2)0　v0
解析　(1)滑塊相對木板向右運動，剛好能與炸藥包接觸，此時滑塊和木板的速度相同，設滑塊剛要與炸藥包接觸時的速度為v1，以水平向右為正方向；滑塊在木板上滑動的過程中，滑塊和木板組成的系統所受合外力為零，則該系統動量守恒，故有mv0＝2mv1，解得v1＝v0，方向水平向右
滑塊在木板上滑動的過程中，由功能關系可知μmgL＝mv02－(2m)v12，
解得μ＝
(2)設爆炸后滑塊和木板的速度分別為v1′和v2′，最終滑塊回到木板左端相對木板靜止時速度為v2，系統在爆炸前后動量守恒，
則有2mv1＝mv1′＋mv2′，2mv1＝2mv2
小炸藥包爆炸后，滑塊在木板上運動的過程由功能關系有μmgL＝mv1′2＋mv2′2－×(2m)v22
聯立以上各式解得v1′＝0，v2′＝v0，方向水平向右。(共19張PPT)
DIYIZHANG
第一章
章末素養提升
再現
素養知識
物理觀念 物理概念 動量：物體的 和 的乘積
沖量：力與 的乘積
物理原理 動量定理：I＝p′－p或F(t′－t)＝__________
動量守恒定律：m1v1＋m2v2＝______________
科學思維 極限思想 知道動量定理適用于變力情況，會用極限思想理解變力沖量的求解過程
理想化模型 碰撞模型；彈性碰撞問題；反沖現象
圖像法 能夠通過F－t圖像求某力的沖量；通過F合－t圖像求合力的沖量或動量的變化量
質量
速度
力的作用時間
mv′－mv
m1v1′＋m2v2′
科學探究 1.能提出與碰撞前后的動量測量及對實驗造成影響等相關的物理問題
2.能設計驗證動量守恒定律的實驗方案并進行交流論證。知道實驗需測量的物理量和所需器材，知道碰撞前后速度的測量方法，能測量并記錄數據
3.能寫出具體碰撞情境中碰撞前后表征動量守恒的表達式，能分析數據驗證動量守恒定律，能對實驗誤差及誤差產生的原因進行分析
科學態度與責任 1.了解生產生活中應用動量定理、動量守恒定律、反沖運動等實例，進一步提高學習物理的興趣，加強對科學本質的認識
2.通過動量守恒定律的學習，認識到物理學是人類認識自然的方式之一，是不斷發展的，具有相對持久性和普適性
3.了解我國航天事業的巨大成就，增強對我國科學技術發展的信心
　(多選)(2024·成都市高一期末)2023年5月28日，中國棒球聯賽(成都站)在四川省棒球壘球曲棍球運動管理中心棒球場鳴哨開賽。如圖，在某次比賽中，一質量為0.2 kg的壘球，以10 m/s的水平速度飛至球棒，被球棒打擊后反向水平飛回，速度大小變為30 m/s，設球棒與壘球的作用時間為0.01 s，下列判斷正確的是
A.球棒對壘球做功為80 J
B.壘球動量變化量的大小為4 kg·m/s
C.球棒對壘球的平均作用力大小為800 N
D.球棒與壘球作用時間極短，故壘球動量守恒
例1
√
提能
綜合訓練
√
壘球動量變化量為Δp＝mv2－mv1，代入數據得Δp＝8 kg·m/s，B錯誤；
由動量定理F·Δt＝mv2－mv1，得球棒對壘球的平均作用力大小為F＝800 N，C正確；
球棒與壘球之間存在力的作用，故壘球動量不守恒，D錯誤。
　(多選)(2023·新課標卷)使甲、乙兩條形磁鐵隔開一段距離，靜止于水平桌面上，甲的N極正對著乙的S極，甲的質量大于乙的質量，兩者與桌面之間的動摩擦因數相等。現同時釋放甲和乙，在它們相互接近過程中的任一時刻
A.甲的速度大小比乙的大
B.甲的動量大小比乙的小
C.甲的動量大小與乙的相等
D.甲和乙的動量之和不為零
例2
√
√
對甲、乙受力分析，如圖所示：
由于m甲>m乙，所以Ff1>Ff2，對于整個系統不滿足動量守恒，所以甲的動量大小與乙的不相等，選項C錯誤；
對于整個系統而言，由于Ff1>Ff2，合力方向向左，合沖量方向向左，所以合動量方向向左，故甲的動量大小比乙的小，選項B、D正確。
　(2023·無錫市高二期末)兩物塊A、B用輕彈簧相連，質量均為2 kg，初始時彈簧處于原長，A、B兩物塊都以v＝6 m/s的速度在光滑的水平地面上運動，質量為4 kg的物塊C靜止在前方，如圖所示。已知B與C碰撞后二者會粘在一起運動。在以后的運動中：
(1)當彈簧的彈性勢能最大時，物塊A的
速度為多大？
例3
答案　3 m/s　
當物塊A、B、C的速度相等時彈簧的彈性勢能最大，根據A、B、C組成的系統動量守恒，取向右為正方向，有
(mA＋mB)v＝(mA＋mB＋mC)vABC
代入數據解得vABC＝3 m/s
B、C碰撞時B、C組成的系統動量守恒，設碰撞后瞬間B、C的共同速度為vBC，
則有mBv＝(mB＋mC)vBC
代入數據解得vBC＝2 m/s
當A、B、C三者的速度相等時，彈簧的彈性勢能最大，設為Ep，在B、C碰撞后，A與B、C組成的系統通過彈簧相互作用的過程中機械能守恒。
根據機械能守恒定律得
(2)彈簧彈性勢能的最大值是多少？
答案　12 J
　(2023·貴陽市高二期末)如圖，光滑水平面上有兩個等高的滑板A和B，質量分別為1 kg和2 kg，A右端放置質量為1 kg的滑塊C，A和C以相同速度v0＝4 m/s向右運動，B以速度kv0向左運動，在某時刻發生碰撞，作用時間極短，碰撞后A和B粘在一起形成一個新滑板，滑塊C與滑板A和B之間的動摩擦因數均為μ＝0.1。重力加速度
g取10 m/s2。
(1)若0例4
滑板A、B碰撞過程中滿足動量守恒，設碰撞后滑板A、B形成的新滑板的速度為v板，滑板A和B質量分別為1 kg和2 kg，以向右為正方向，則有Mv0－2M·kv0＝(M＋2M)v板
速度方向向右。
(2)若k＝0.5，求從碰撞后瞬間到滑塊C與新
滑板相對靜止需要的時間；
答案　3 s　
若k＝0.5，碰后速度v板＝0
根據動量守恒Mv0＝(M＋M＋2M)v
從碰撞后瞬間到滑塊C與新滑板相對靜止，對滑塊C根據動量定理，有Mv－Mv0＝－μMgt
解得t＝3 s
(3)若k＝0.5，求從碰撞后瞬間到滑塊C與新滑板相對靜止過程，新滑板對滑塊C作用力的沖量大小。
If＝μMgt＝3 N·s，IN＝FNt＝30 N·s
　如圖所示，在光滑水平面上有一帶擋板的長木板，擋板和長木板的總質量為m，木板長度為L(擋板的厚度可忽略)，擋板上固定有一個小炸藥包(可視為質量不計的點)。木板左端有一質量也為m(可視為質點)的滑塊。滑塊與木板間的動摩擦因數恒定，整個系統處于靜止狀態。給滑塊一個水平向右的初速度v0，滑塊相對木板向右運動，剛好能與小炸藥包接觸，接觸瞬間小炸藥包爆炸(此過程時間極短，爆炸后滑塊與木板只在水平方向上運動，且完好無損)，滑塊最終回到木板的左端，恰與木板相對靜止。重力加速度為g。求：
(1)滑塊與木板間的動摩擦因數；
例5
滑塊相對木板向右運動，剛好能與炸藥包接觸，此時滑塊和木板的速度相同，設滑塊剛要與炸藥包接觸時的速度為v1，以水平向右為正方向；滑塊在木板上滑動的過程中，滑塊和木板組成的系統所受合外力為零，則該系統動量守恒，故有mv0＝2mv1，解得v1＝ 方向水平
向右
滑塊在木板上滑動的過程中，
(2)小炸藥包爆炸完畢時滑塊和木板的速度大小。
答案　0　v0
設爆炸后滑塊和木板的速度分別為v1′和v2′，最終滑塊回到木板左端相對木板靜止時速度為v2，系統在爆炸前后動量守恒，
則有2mv1＝mv1′＋mv2′，2mv1＝2mv2
聯立以上各式解得v1′＝0，v2′＝v0，方向水平向右。章末素養提升
物理觀念 物理概念 動量：物體的_____和_____的乘積
沖量：力與__________的乘積
物理原理 動量定理：I＝p′－p或F(t′－t)＝_____ 動量守恒定律：m1v1＋m2v2＝__________
科學思維 極限思想 知道動量定理適用于變力情況，會用極限思想理解變力沖量的求解過程
理想化模型 碰撞模型；彈性碰撞問題；反沖現象
圖像法 能夠通過F－t圖像求某力的沖量；通過F合－t圖像求合力的沖量或動量的變化量
科學探究 1.能提出與碰撞前后的動量測量及對實驗造成影響等相關的物理問題 2.能設計驗證動量守恒定律的實驗方案并進行交流論證。知道實驗需測量的物理量和所需器材，知道碰撞前后速度的測量方法，能測量并記錄數據 3.能寫出具體碰撞情境中碰撞前后表征動量守恒的表達式，能分析數據驗證動量守恒定律，能對實驗誤差及誤差產生的原因進行分析
科學態度與責任 1.了解生產生活中應用動量定理、動量守恒定律、反沖運動等實例，進一步提高學習物理的興趣，加強對科學本質的認識 2.通過動量守恒定律的學習，認識到物理學是人類認識自然的方式之一，是不斷發展的，具有相對持久性和普適性 3.了解我國航天事業的巨大成就，增強對我國科學技術發展的信心
例1　(多選)(2024·成都市高一期末)2023年5月28日，中國棒球聯賽(成都站)在四川省棒球壘球曲棍球運動管理中心棒球場鳴哨開賽。如圖，在某次比賽中，一質量為0.2 kg的壘球，以10 m/s的水平速度飛至球棒，被球棒打擊后反向水平飛回，速度大小變為30 m/s，設球棒與壘球的作用時間為0.01 s，下列判斷正確的是(　　)
A．球棒對壘球做功為80 J
B．壘球動量變化量的大小為4 kg·m/s
C．球棒對壘球的平均作用力大小為800 N
D．球棒與壘球作用時間極短，故壘球動量守恒
例2　(多選)(2023·新課標卷)使甲、乙兩條形磁鐵隔開一段距離，靜止于水平桌面上，甲的N極正對著乙的S極，甲的質量大于乙的質量，兩者與桌面之間的動摩擦因數相等。現同時釋放甲和乙，在它們相互接近過程中的任一時刻(　　)
A．甲的速度大小比乙的大
B．甲的動量大小比乙的小
C．甲的動量大小與乙的相等
D．甲和乙的動量之和不為零
例3　(2023·無錫市高二期末)兩物塊A、B用輕彈簧相連，質量均為2 kg，初始時彈簧處于原長，A、B兩物塊都以v＝6 m/s的速度在光滑的水平地面上運動，質量為4 kg的物塊C靜止在前方，如圖所示。已知B與C碰撞后二者會粘在一起運動。在以后的運動中：
(1)當彈簧的彈性勢能最大時，物塊A的速度為多大？
(2)彈簧彈性勢能的最大值是多少？
例4　(2023·貴陽市高二期末)如圖，光滑水平面上有兩個等高的滑板A和B，質量分別為1 kg和2 kg，A右端放置質量為1 kg的滑塊C，A和C以相同速度v0＝4 m/s向右運動，B以速度kv0向左運動，在某時刻發生碰撞，作用時間極短，碰撞后A和B粘在一起形成一個新滑板，滑塊C與滑板A和B之間的動摩擦因數均為μ＝0.1。重力加速度g取10 m/s2。
(1)若0(2)若k＝0.5，求從碰撞后瞬間到滑塊C與新滑板相對靜止需要的時間；
(3)若k＝0.5，求從碰撞后瞬間到滑塊C與新滑板相對靜止過程，新滑板對滑塊C作用力的沖量大小。
例5　如圖所示，在光滑水平面上有一帶擋板的長木板，擋板和長木板的總質量為m，木板長度為L(擋板的厚度可忽略)，擋板上固定有一個小炸藥包(可視為質量不計的點)。木板左端有一質量也為m(可視為質點)的滑塊。滑塊與木板間的動摩擦因數恒定，整個系統處于靜止狀態。給滑塊一個水平向右的初速度v0，滑塊相對木板向右運動，剛好能與小炸藥包接觸，接觸瞬間小炸藥包爆炸(此過程時間極短，爆炸后滑塊與木板只在水平方向上運動，且完好無損)，滑塊最終回到木板的左端，恰與木板相對靜止。重力加速度為g。求：
(1)滑塊與木板間的動摩擦因數；
(2)小炸藥包爆炸完畢時滑塊和木板的速度大小。

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