高中物理 1.1 物体的碰撞 1.2动量 动量守恒定律学案 粤教版选修35

高中物理 1.1 物体的碰撞 1.2动量动量守恒定律学案粤
教版选修35
1．碰撞就是两个或两个以上的物体在相遇的________时间内产生非常之强的相互作用，其主要特点是：相互作用时间____，作用力变化____，作用力峰值____，相互作用力远远______外力．
2．(1)按碰撞前后物体的运动方向是否沿同一直线可将碰撞可分为：①正碰：两物体碰撞时的速度沿着________方向，称为正碰．②斜碰：两物体碰撞前的相对速度____________上，称为斜碰．
(2)按碰撞过程中机械能是否损失，可将碰撞分为：①完全弹性碰撞：两物体碰后形变能__________，且没有能量________，碰撞前后两小球构成的系统的动能________，这种碰撞称为完全弹性碰撞．②非弹性碰撞：若两物体碰撞后它们的形变______________原状，这时将有一部分动能最终会转变为______，碰撞前后系统的动能__________，这种碰撞是非弹性碰撞．当两物体碰后合为一体，具有______速度时，系统损失的能量最大，这种碰撞称为完全非弹性碰撞．
3．物体受到的力与______________的乘积叫做力的冲量，如果用字母I表示力的冲量，则有I＝______，冲量是矢量，其方向与力的方向相同．
运动物体的质量和__________的乘积叫做物体的动量，其表达式p＝______，动量是______量，方向与____________相同．国际单位制中动量的单位是__________，符号是____________．
4．物体所受合力的冲量等于物体动量的________．用公式表示为：Ft＝____________，这个规律称为动量定理．由公式可以看出，在动量变化量相同的情况下，力的作用时间越短，力就越______．力的作用时间越长，力就越______．
5．具有相互作用的物体称为______，系统内物体间的作用力称为______，系统外的其他物体对系统的作用力叫做______．当整个系统受到的合外力________时，系统的总动量__________，这就是动量守恒定律，用公式表示为______________________________．6．(双选)关于动量的概念，下列说法正确的是( )
A．动量大的物体惯性一定大
B．动量大的物体运动一定快
C．动量相同的物体运动方向一定相同
D．动量相同的物体速度小的惯性大
7．下列关于动量及其变化的说法正确的是( )
A．两物体的动量相等，动能也一定相等
B．物体动能发生变化，其动量也一定发生变化
C．动量变化的方向一定与初、末动量的方向都不同
D．动量变化的大小不可能等于初、末状态动量大小之和
8．质量为m的钢球自高处落下，以速率v1碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离地的速率为v2.在碰撞过程中，钢球受到的冲量的方向和大小为( )
A．向下，m(v1－v2) B．向下，m(v1＋v2)
C．向上，m(v1－v2) D．向上，m(v1＋v2)
【概念规律练】
知识点一动量和冲量
1．(双选)下列关于动量的说法正确的是( )
A．质量大的物体的动量一定大
B．质量和速率都相同的物体的动量一定相同
C．一个物体的速率改变，它的动量一定改变
D．一个物体的运动状态变化，它的动量一定改变
2．下列说法中正确的是( )
A．物体所受的合外力越大，其动量变化一定越大
B．物体所受的合外力越大，其动量一定变化得越快
C．物体所受的合外力的冲量越大，其动量一定越大
D．物体所受的合外力的冲量越大，其动量一定变化得越快
知识点二动量守恒的条件
3．下列情形中，满足动量守恒条件的是( )
A．铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤的动量
B．子弹水平穿过放在光滑桌面上的木块的过程中，子弹和木块的总动量
C．子弹水平穿过固定木块的过程中，子弹和木块的总动量
D．棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量
知识点三动量守恒定律
4．(双选)两个物体质量不同，它们在合力为零的情况下相向运动并发生正碰，下列说法中正确的是( )
A．碰撞后，质量小的物体速度变化大
B．碰撞后，质量大的物体速度变化大
C．若碰撞后连成整体，则整体运动方向与原来动量大的物体运动方向相同
D．若碰撞后连成整体，则整体运动方向与原来速度大的物体运动方向相同
5．质量为1 kg的铜块静止于光滑的水平面上，一个质量为50 g的小球以1 000 m/s 的速率碰到铜块后，又以800 m/s的速率被反弹回，求铜块获得的速度．
【方法技巧练】
一、应用动量定理解决问题的方法
6．从同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上比掉在泥土上易碎，是因为掉在水泥地上时，杯子( )
A．受到的冲量大
B．受到的作用力大
C．动量的变化量大
D．动量大
7．水平面上的物体M，在水平恒力F的作用下由静止开始运动，经时间t后，撤去水平恒力F，又经时间t后物体停止运动，则物体所受的摩擦力大小为( )
A．F B.F
2
C.
F
3
D.
F
4
二、应用动量守恒定律解题的方法
图1
8．如图1所示，在光滑的水平面上有一辆平板车，上面站着一个人，车以速度v0前进．已知车的质量为m1，人的质量为m2，某时刻人突然向前跳离车，设人跳离车时，相对于车的速度为v，求人跳离后车的速度．
参考答案
课前预习练
1．极短短快大大于
2．(1)①连心线②不在连心线(2)①完全恢复损失
相等②不能完全恢复热不再相等共同
3．力的作用时间Ft 它的速度mv 矢速度的方向千克米每秒kg·m·s－1 4．改变量mv t－mv0大小
5．系统内力外力等于零保持不变m1v10＋m2v20＝m1v1＋m2v2
6．CD [物体的动量是由速度和质量两个因素决定的．动量大的物体质量不一定大，惯性也不一定大，A错；同样，动量大的物体速度也不一定大，B也错；动量相同指动量的大小和方向均相同，而动量的方向就是物体运动的方向，故动量相同的物体，运动方向一定相同，C对；动量相同的物体，速度小的质量大，惯性也大，D对．]
7．B 8.D
课堂探究练
1．CD [根据动量的定义，它是质量和速度的乘积，因此它由质量和速度共同决定，故A 错；又因为动量是矢量，它的方向与速度的方向相同，而质量和速率都相同的物体，其动量大小一定相同，但方向不一定相同，故B 错，一个物体的速率改变，则它的动量大小就一定改变，故C 对；物体的运动状态变化，则它的速度就一定发生了变化，它的动量也就发生了变化，故D 对．]
点评 动量是矢量，动量的方向与速度的方向相同．
2．B [由表达式Ft ＝mv t －mv 0可以看出，物体受到的冲量越大，动量的变化量越大，
但物体的动量不一定大，动量变化也不一定快．C 、D 均错误．将公式变形得F ＝mv t －mv 0t ＝Δp t
，物体所受合外力越大，动量变化也就越快．B 正确．]
点评 物体所受的冲量与力和作用时间有关，并且冲量要引起动量的变化，满足I ＝Δp.
3．B 4.AC
5．90 m/s ，与小球入射的方向相同
解析 小球和铜块组成的系统所受合外力为零，系统的动量守恒．设小球质量为m ，小球碰前速度为v 0，碰后速度为v 1，铜块质量为M ，碰后铜块速度为v 2，取小球入射方向为正方向，则mv 0＋0＝mv 1＋Mv 2
v 2＝mv 0－mv 1M
＝0.05×1 000－0.05×－8001
m/s ＝90 m/s
点评 动量守恒定律的适用条件：(1)系统不受外力或系统所受的合外力为零；(2)系统所受的合外力不为零，但合外力比内力小得多且作用的时间很短，系统动量近似守恒(如碰撞、爆炸等情况)；(3)系统所受的合外力不为零，但在某一方向上的合外力为零，或在某一方向上的外力比内力小得多，则系统只在该方向上动量守恒．
6．B [由同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上和泥土上时，速度相同，动量相同，D 错；最后速度都减为零，动量的变化量相同，所受合力的冲量相同，A 、C 错；落在水泥地上时作用时间短，受到的作用力大，B 对．]
7．B [对全过程应用动量定理得Ft －2ft ＝0，所以f ＝12
F.] 方法总结 应用动量定理解题的步骤：(1)选取研究对象(单个物体或可视为单个物体的系统)；(2)确定所研究的物理过程及其初、末状态；(3)分析研究对象在所研究的物理过程中的受力情况；(4)建立坐标系(即规定正方向)；(5)根据动量定理列方程；(6)解方程，统一单位，进行运算，求得结果．
8．v 0－m 2v m 1＋m 2
解析 由受力特点可知人与车组成的系统动量守恒．由相对速度v 可建立人、车末速度的关系．
选取人和车组成的系统为研究对象．人跳出车的过程中，系统的动量守恒．取车前进方向为正方向，假设人跳出之后车的速度为v′，人的速度为v″.
对系统由动量守恒定律得(m 1＋m 2)v 0＝m 1v′＋m 2v″
又v″－v′＝v ，所以v′＝v 0－m 2v m 1＋m 2
.
方法总结(1)应用动量守恒定律解题时要充分理解它的同时性、矢量性，且只需抓住始、末状态，无需考虑运动的细节过程．
(2)应用动量守恒定律的关键是正确地选择所研究的系统和运动的过程，并判断是否满足动量守恒的条件．。