1.1动量学案
一学科核心素养
学生观察生活中的各种碰撞现象,了解碰撞现象的特点。
学生经历寻求碰撞中的不变量的过程,体会科学探究中猜想、推理和证据的重要性。
学生理解动量的概念,理解动量是一个矢量,会计算动量的变化量。
学生认识动量是描述物体运动状态的物理量,深化运动与相互作用的观念。
二学习重难点
重点:动量的概念、计算动量的变化量
难点:设计实验并分析数据寻找碰撞中的不变量
三课前预习
1.动量
(1)定义:物体的___________与___________的乘积。
(2)表达式:___________ 。
(3)单位:___________;符号:___________。
(4)特征:动量是___________量(填“状态量”或者“过程量”),是___________(填“标量”或者“矢量”),其方向和___________ 的方向相同。
2.如图,质量为20 kg的物体M静止放在光滑水平面上,现用与水平方向成30°角斜向上的力F作用在物体上,力F的大小为10 N,作用时间为10 s。在此过程中,力F对物体的冲量大小为__________N·s,10s末物体的动量大小是__________kg·m/s。
3.(1)如图所示在光滑的水平面上一个质量为m的物体,初速度为v0在水平力F的作用下,经过一段时间t后,速度变为vt,请根据上述情境,利用牛顿第ニ定律推导动量定理_____
(2)如图质量为m的钢球自高处落下,以速率v1,碰地,竖直向上弹回,钢球离开地面的速率为v2.若不计空气阻力.
a.求钢球与地面碰撞过程中,钢球动量的变化量大小及方向;_____
b.求钢球与地面碰撞过程中损失的机械能_____
(3)如图所示,一个质量为m的钢球,以速度v斜射到坚硬的大理石板上,入射时与竖直方向的夹角是θ,碰撞后被斜着弹出,弹出时也与竖直方向的夹角是θ,速度大小仍为v.(不计空气阻力)请你用作图的方法求出钢球动量变化的大小和方向.
( )
4.“蹦极”运动中,长弹性绳的一端固定,另一端绑在人身上,人从几十米高处跳下,将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动,从绳恰好伸直,到人第一次下降至最低点的过程中,人的动量___________,(填“先增大后减小”或者“一直增大”) 人的动能___________,(填“先增大后减小”或者“一直增大”)加速度等于零时(即绳对人的拉力等于人所受的重力时),动量和动能___________(填“最大”或者“最小”)。
5.2018年俄罗斯世界杯足球比赛中,一足球运动员踢一个质量为0.4 kg的足球。
(1)若开始时足球的速度是4 m/s,方向向右,踢球后,球的速度变为10 m/s,方向仍向右(如图甲所示),则足球的初动量p=___________,方向___________,足球的末动量p'=___________,方向___________;在这一过程中足球动量的改变量Δp=___________,方向___________。
(2)若足球以10 m/s的速度撞向球门门柱,然后以3 m/s的速度反向弹回(如图乙所示),则这一过程中足球的动量改变量是___________,方向___________。
四自我检测
1.北京时间2022年4月16日9时56分,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,现场医监医保人员确认航天员翟志刚、王亚平、叶光富身体状态良好,神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。神舟十三号载人飞船在轨过程是绕地心做匀速圆周运动,神舟十三号载人飞船在该过程中( )
A.速度不变 B.加速度不变 C.动能不变 D.动量不变
2.物体的质量与速度的乘积叫动量,在国际单位制中动量的单位是( )
A.N·m B.kg·m C.kg·m/s D.kg·m/s2
3.如图所示,一电荷量为的质子以速度射入垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,已知质子的初速度方向与水平方向夹角为,下列说法正确的是( )
A.质子刚进入匀强磁场时受到的洛伦兹力大小为
B.如果质子的初速度方向和匀强磁场的方向同时反向,质子受到的洛伦兹力与竖直方向成角斜向右下方
C.质子在匀强磁场中运动时,动量始终保持不变
D.若质子进入磁场的初速度方向恰好沿图示方向绕一竖直转轴垂直纸面向里旋转90°,则质子将不受洛伦兹力作用,在磁场中做匀速直线运动
4.一质量为m的物体静止放在光滑的水平面上。今以恒力F沿水平方向推该物体,在它做直线运动的每个相等的位移间隔内,下列说法正确的是( )
A.物体运动的时间相等 B.物体速度的变化量相等
C.物体动量的变化量相等 D.物体动能的变化量相等
5.关于物体的动量,下列说法正确的是( )
A.物体的动量越大,其惯性越大
B.物体的动量越大,其速度越大
C.物体的动量越大,其动能越大
D.物体的动量发生变化,其动能可能不变
6.北京时间2022年2月27日11时许,中国在海南文昌航天发射场使用长征八号运载火箭,以“11箭22星”方式,成功将泰景三号01卫星等共22颗卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功,下列说法正确的是( )
A.火箭发射时,喷出的高速气流对火箭的作用力小于火箭对气流的作用力
B.火箭发射时,喷出的高速气流对火箭的作用力与火箭对气流的作用力是一对相互作用力
C.发射初期,火箭处于失重状态
D.发射的卫星进入轨道正常运转后,动量保持不变
7.下列关于物体的动量和动能的说法,正确的是( )
A.若两个物体的动量相同,它们的动能也一定相同
B.两物体中动能大的物体,其动量也一定大
C.物体的速度大小不变时,动量的变化量不一定为零
D.物体做曲线运动时,动量的变化量一定不为零
8.如图,水平射出的子弹射穿直立于水平地面上的A、B两靶,并留下两个弹孔a、b,设子弹穿过靶过程能量损失不计,某同学测出弹孔a、b距离地面高度分别是和,AB水平距离为,同时还在地面上找到着弹点c,测量c点与B靶水平距离为,不计空气阻力,重力加速度为g,根据上述测量结果该同学不可能得到物理量是( )
A.射击点的位置 B.子弹出膛速度 C.子弹射出的初动量 D.子弹着地时的速度
9.下列关于动量的变化量说法正确的是( )
A.动量变化量即为物体末动量与初动量的代数差
B.若初、末动量不在同一直线上,运算时应遵循平行四边形定则
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
10.如图1所示,一小车在沿光滑水平面碰向一竖直固定的力传感器,而后被弹开,此过程中传感器的示数F与时间t的关系如图2所示。关于小车与力传感器接触过程,下列说法中正确的是( )
A.小车动量的方向始终没变 B.小车动量变化率的大小先变大后变小
C.小车的动能一直减小 D.小车受传感器弹力对小车做功功率大小一定先增大后减小
三课前预习
1. 质量 速度 千克·米/秒 kg·m/s 状态 矢量 速度
2. 100 50
3.(1)略(2)a.mv2+mv1方向向上b.(3)
4. 先增大后减小 先增大后减小 最大
5. 1.6 kg·m/s 向右 4 kg·m/s 向右 2.4 kg·m/s 向右 5.2 kg·m/s 向左
四自我检测
参考答案:
1.C
2.C
3.B
4.D
5.D
6.B
7.C
8.C
9.B
10.B
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