資源簡介

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Ft＝____________ 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，會用極限思想求解變力的沖量
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的測量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　如圖所示，在光滑的水平面上放置有兩木塊A和B，A的質量較大，現同時施加大小相等的恒力F使它們相向運動，然后又同時撤去外力F，A和B迎面相碰后合在一起，則A和B合在一起后的運動情況是(　　)
A．停止運動
B．因A的質量較大而向右運動
C．因B的速度較大而向左運動
D．運動方向不確定
例2　一個不穩定的原子核質量為M，處于靜止狀態。放出一個質量為m的粒子后反沖，已知放出的粒子的動能為E0，則原子核反沖的動能為(　　)
A．E0 B.E0
C.E0 D.E0
例3　如圖甲所示，一長木板靜止于光滑水平桌面上，t＝0時，質量為m可視為質點的小物塊以速度v0從木板左端滑上長木板，小物塊到達木板右端時恰好與木板相對靜止，圖乙為物塊與木板運動的v－t圖像，圖中t1、v0、v1已知，重力加速度為g，由此可得(　　)
A．物塊與木板組成的系統動量和機械能都守恒
B．木板的長度為
C．物塊與木板之間的動摩擦因數為
D．系統所產生的內能為mv0(v0－v1)
例4　(2024·揭陽市普寧高二期末)如圖所示，一個半徑R＝0.80 m的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內，其下端切線是水平的，軌道下端距地面高度h＝1.25 m。在圓弧軌道的最低點放置一個質量mB＝0.30 kg的小物塊B(可視為質點)。另一質量mA＝0.10 kg的小物塊A(也視為質點)由圓弧軌道最高點從靜止開始釋放，運動到軌道最低點時，與物塊B發生碰撞，碰后A物塊和B物塊粘在一起水平飛出。忽略空氣阻力，重力加速度g取10 m/s2，求：
(1)物塊A與物塊B碰撞前對圓弧軌道最低點的壓力大小；
(2)物塊A與B落到水平地面時的水平位移大小；
(3)物塊A與物塊B碰撞過程中A、B組成系統損失的機械能。
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例5　(2023·東莞市高二階段練習)一輕質彈簧，兩端連接兩滑塊A和B，已知mA＝0.99 kg、mB＝3 kg，放在光滑水平桌面上，開始時彈簧處于原長。現滑塊A被水平飛來的質量為mC＝10 g、速度為400 m/s的子彈擊中，且沒有穿出，如圖所示，試求：
(1)子彈擊中A的瞬間，A和B的速度大小以及損失的機械能；
(2)以后運動過程中彈簧的最大彈性勢能；
(3)B可獲得的最大動能。
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答案精析
提能綜合訓練
例1　A　[設外力F作用的時間為t，向右為正方向，則A的末動量
pA＝Ft
B的末動量pB＝－Ft
碰撞的過程中滿足動量守恒定律，
所以(mA＋mB)v＝pA＋pB＝0
碰撞后它們合在一起，停止運動，故A正確。]
例2　C　[放出質量為m的粒子后，剩余質量為M－m，該過程動量守恒，有：mv0＝(M－m)v
放出的粒子的動能為E0＝mv02
原子核反沖的動能：
Ek＝(M－m)v2
解得：Ek＝E0，故選C。]
例3　D　[物塊與木板組成的系統所受合外力為零，則動量守恒，由于物塊和木板之間有摩擦力，則系統的機械能不守恒，故A錯誤；木板的長度為L＝t1－＝，故B錯誤；物塊的加速度大小為a1＝＝μg，解得物塊與木板之間的動摩擦因數為μ＝，故C錯誤；系統所產生的內能為Q＝μmgL＝mv0(v0－v1)，故D正確。]
例4　(1)3 N　(2)0.5 m　(3)0.6 J
解析　(1)小物塊A由光滑圓弧軌道滑下，
設小物塊A滑到圓弧軌道下端時速度為v1，
根據機械能守恒可得
mAgR＝mAv12，
解得v1＝＝4 m/s
對小物塊A，根據牛頓第二定律可得FN－mAg＝mA
解得FN＝3 N
根據牛頓第三定律可知，物塊A與物塊B碰撞前對圓弧軌道最低點的壓力大小為3 N。
(2)設碰后A物塊與B物塊粘在一起水平飛出的速度大小為v2，根據動量守恒可得mAv1＝(mA＋mB)v2
解得v2＝1 m/s
豎直方向有h＝gt2
解得t＝＝ s＝0.5 s
物塊A和B落到水平地面時的水平位移大小為x＝v2t＝0.5 m。
(3)物塊A與物塊B碰撞過程中A、B組成系統損失的機械能為
ΔE＝mAv12－(mA＋mB)v22
＝0.6 J。
例5　(1)4 m/s　0　792 J　(2)6 J　(3)6 J
解析　(1)對子彈和A有
mCvC＝(mA＋mC)vA
解得vA＝4 m/s，vB＝0
損失的機械能
ΔE＝mCvC2－(mA＋mC)vA2
解得ΔE＝792 J。
(2)共速時彈簧的彈性勢能最大，對子彈、A和B有
mCvC＝(mA＋mC＋mB)v
解得v＝1 m/s
從子彈與A共速到三者共速過程
(mA＋mC)vA2
＝Ep＋(mA＋mC＋mB)v2
解得Ep＝6 J。
(3)當彈簧恢復原長時，B的動能最大，由動量守恒和機械能守恒有
(mA＋mC)vA＝(mA＋mC)v1＋mBv2
(mA＋mC)vA2＝(mA＋mC)v12＋mBv22
此時B獲得的動能最大
EkB＝mBv22＝6 J。(共20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Ft＝___________
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，會用極限思想求解變力的沖量
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
mvt－mv0
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的測量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
　如圖所示，在光滑的水平面上放置有兩木塊A和B，A的質量較大，現同時施加大小相等的恒力F使它們相向運動，然后又同時撤去外力F，A和B迎面相碰后合在一起，則A和B合在一起后的運動情況是
A.停止運動
B.因A的質量較大而向右運動
C.因B的速度較大而向左運動
D.運動方向不確定
例1
√
提能
綜合訓練
設外力F作用的時間為t，向右為正方向，則A的末動量pA＝Ft
B的末動量pB＝－Ft
碰撞的過程中滿足動量守恒定律，
所以(mA＋mB)v＝pA＋pB＝0
碰撞后它們合在一起，停止運動，故A正確。
　一個不穩定的原子核質量為M，處于靜止狀態。放出一個質量為m的粒子后反沖，已知放出的粒子的動能為E0，則原子核反沖的動能為
例2
√
放出質量為m的粒子后，剩余質量為M－m，該過程動量守恒，
有：mv0＝(M－m)v
　如圖甲所示，一長木板靜止于光滑水平桌面上，t＝0時，質量為m可視為質點的小物塊以速度v0從木板左端滑上長木板，小物塊到達木板右端時恰好與木板相對靜止，圖乙為物塊與木板運動的v－t圖像，圖中t1、v0、v1已知，重力加速度為g，由此可得
A.物塊與木板組成的系統動量和機械能都守恒
例3
√
物塊與木板組成的系統所受合外力為零，則動量守恒，由于物塊和木板之間有摩擦力，則系統的機械能不守恒，故A錯誤；
　(2024·揭陽市普寧高二期末)如圖所示，一個半徑R＝0.80 m的 光滑圓弧軌道固定在豎直平面內，其下端切線是水平的，軌道下端距地面高度h＝1.25 m。在圓弧軌道的最低點放置一個質量mB＝0.30 kg的小物塊B(可視為質點)。另一質量mA＝0.10 kg的小物塊A(也視為質點)由圓弧軌道最高點從靜止開始釋放，運動到軌道最低點時，與物塊B發生碰撞，碰后A物塊和B物塊粘在一起水平飛出。忽略空氣阻力，重力加
速度g取10 m/s2，求：
例4
(1)物塊A與物塊B碰撞前對圓弧軌道最低點的壓力大小；
答案　3 N　
小物塊A由光滑圓弧軌道滑下，
設小物塊A滑到圓弧軌道下端時速度為v1，
解得FN＝3 N
根據牛頓第三定律可知，物塊A與物塊B碰撞前對圓弧軌道最低點的壓力大小為3 N。
(2)物塊A與B落到水平地面時的水平位移大小；
答案　0.5 m　
設碰后A物塊與B物塊粘在一起水平飛出的速度大小為v2，根據動量守恒可得mAv1＝(mA＋mB)v2
解得v2＝1 m/s
物塊A和B落到水平地面時的水平位移大小為x＝v2t＝0.5 m。
(3)物塊A與物塊B碰撞過程中A、B組成系統損
失的機械能。
答案　0.6 J
　(2023·東莞市高二階段練習)一輕質彈簧，兩端連接兩滑塊A和B，已知mA＝0.99 kg、mB＝3 kg，放在光滑水平桌面上，開始時彈簧處于原長。現滑塊A被水平飛來的質量為mC＝10 g、速度為400 m/s的子彈擊中，且沒有穿出，如圖所示，試求：
(1)子彈擊中A的瞬間，A和B的速度大小以及損失的
機械能；
例5
答案　4 m/s　0　792 J　
對子彈和A有mCvC＝(mA＋mC)vA
解得vA＝4 m/s，vB＝0
解得ΔE＝792 J。
(2)以后運動過程中彈簧的最大彈性勢能；
答案　6 J　
共速時彈簧的彈性勢能最大，對子彈、A和B有mCvC＝(mA＋mC＋mB)v
解得v＝1 m/s
從子彈與A共速到三者共速過程
解得Ep＝6 J。
(3)B可獲得的最大動能。
答案　6 J
當彈簧恢復原長時，B的動能最大，由動量守恒和機械能守恒有
(mA＋mC)vA＝(mA＋mC)v1＋mBv2

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