全册综合评估—人教版高中物理选择性必修第一册课件
全册综合评估
时间：90分钟 满分：100分
一、选择题(1～7为单选，8～10为多选，每小题4分，共40
分)
1．以往，已知材料的折射率都为正值(n>0)．现已有针对某
些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n<0)，称
为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依
然满足
sini sinr
1 2
(gsinθ)t
2 2
，t2＝
2 R/g，丙球做简谐运动，t3＝14×2π R/g＝π2 R/g.
7．一中子与一质量为 A(A>1)的原子核发生弹性正碰．若碰
前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( A )
A＋1 A.A－1
A－1 B.A＋1
4A C.A＋12
A＋12 D.A－12
解析：中子与原子核的碰撞属于弹性正碰，中子的质量数为 1，设其速度为 v0.根据动量守恒定律，有 v1＝mm11－＋mm22v0，得vv01＝ AA＋－11，A 项正确．
解析：由图1可知，t＝0时，a在正向最大位移处，v＝0， 加速度最大；b在平衡位置，速度最大，a＝0，且振动方向沿y 轴负向，图2可以表示质点b的振动，选项A、B、C都错误，选 项D正确．
6.如图所示，将小球甲、乙、丙(都可视为质点)分别从A、 B、C三点由静止同时释放，最后都到达竖直面内圆弧的最低点 D，其中甲是从圆心出发做自由落体运动，乙沿弦轨道从一端B 到达另一端D，丙沿圆弧轨道从C点运动到D，且C点很靠近D
5．一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T.t ＝0时刻的波形如图1所示，a、b是波上的两个质点．图2是波上
某一质点的振动图象．下列说法中正确的是( D )
A．t＝0时质点a的速度比质点b的大 B．t＝0时质点a的加速度比质点b的小 C．图2可以表示质点a的振动 D．图2可以表示质点b的振动
球的动量增量为－4 kg·m/s，则( A )
A．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2 5 B．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1 10 C．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2 5 D．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1 10
解析：由两球的动量都是6 kg·m/s可知，运动方向都向右， 且能够相碰，说明左方是质量小速度大的小球，故左方是A 球．碰后A球的动量减少了4 kg·m/s，即A球的动量为2 kg·m/s， 由动量守恒定律得B球的动量为10 kg·m/s，则其速度比为2 5.
故选项A是正确的．
4．一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐 标原点．从某时刻开始计时，经过四分之一周期，振子具有沿x 轴正方向的最大加速度．能正确反映振子位移x与时间t关系的图
象是( A )
解析：如图所示，O为平衡位置，由题意知t＝T4 时，振子具 有正向最大加速度，故此时振子应在A处，位移x为负的最大 值．分析各图象知，只有A项正确．
8．如图所示，水平光滑轨道宽度和弹簧自然长度均为 d.m2 的左边有一固定挡板．m1 由图示位置静止释放，当 m1 与 m2 相距
最近时 m1 速度为 v1，则在以后的运动过程中( BD )
A．m1 的最小速度是 0 B．m1 的最小速度是mm11－＋mm22v1 C．m2 的最大速度是 v1 D．m2 的最大速度是m12＋m1m2v1
点．如果忽略一切摩擦阻力，那么下列判断正确的是( A )
A．甲球最先到达D点，乙球最后到达D点 B．甲球最先到达D点，丙球最后到达D点 C．丙球最先到达D点，乙球最后到达D点 D．甲球最先到达D点，无法判断哪个球最后到达D点
解析：甲球运动时间t1＝
2R g
，乙球运动时间t2，设BD倾
角为θ，则a＝gsinθ，BD长为2Rsinθ.故2Rsinθ＝
2.如图所示，竖直面内有一个固定圆环，MN是它在竖直方 向上的直径．两根光滑滑轨MP、QN的端点都在圆周上， MP>QN.将两个完全相同的小滑块a、b分别从M、Q点无初速度 释放，在它们各自沿MP、QN运动到圆周上的过程中，下列说法
中正确的是( C )
A．合力对两滑块的冲量大小相同 B．重力对a滑块的冲量较大 C．弹力对a滑块的冲量较小 D．两滑块的动量变化大小相同
相遇．下列说法正确的是( AD )
A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2| B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为 A1＋ A2 C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇 处质点的位移 D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇 处质点的振幅
解析：两列振动方向相同的相干波相遇叠加，在相遇区域内 各质点仍做简谐运动，其振动位移在 0 到最大值之间，B、C 项 错误．在波峰与波谷相遇处质点振幅为两波振幅之差，在波峰与 波峰相遇处质点振幅为两波振幅之和，故 A、D 项正确．
解析：当 m1 与 m2 相距最近后，m1 在前，做减速运动，m2 在后，做加速运动，当再次最近时，m1 减速结束，m2 加速结束， 因此此时 m1 速度最小，m2 速度最大，在此过程中遵从动量守恒 和机械能守恒，因此二者的作用相当于弹性碰撞，由弹性碰撞的 公式可解得 B、D 两项正确．
9．两列振动方向相同、振幅分别为 A1 和 A2 的相干简谐横波
解析：这是“等时圆”，即两滑块同时到达滑轨底端．合 力F＝mgsinθ(θ为滑轨倾角)，Fa>Fb，因此合力对a滑块的冲量 较大，a滑块的动量变化也大；重力的冲量大小、方向都相同； 弹力FN＝mgcosθ，FNa<FNb，因此弹力对a滑块的冲量较小．故 选项C正确．
3．如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一 直线上运动．两球质量关系为mB＝2mA，规定向右为正方向， A、B两球的动量均为6 kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A
＝n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折
射角取负值)．现空气中有一上面射出．若该材料对此电磁波的
折射率n＝－1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图
是( B )
解析：折射线与入射线应位于法线的同一侧，故选项A、D 错误．因为材料折射率n＝－1，在电磁波由空气进入介质的入射 点，sinα＝－sin(－β)，得α＝β，则C项错．故正确选项为B.
时间：90分钟 满分：100分
一、选择题(1～7为单选，8～10为多选，每小题4分，共40
分)
1．以往，已知材料的折射率都为正值(n>0)．现已有针对某
些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n<0)，称
为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依
然满足
sini sinr
1 2
(gsinθ)t
2 2
，t2＝
2 R/g，丙球做简谐运动，t3＝14×2π R/g＝π2 R/g.
7．一中子与一质量为 A(A>1)的原子核发生弹性正碰．若碰
前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( A )
A＋1 A.A－1
A－1 B.A＋1
4A C.A＋12
A＋12 D.A－12
解析：中子与原子核的碰撞属于弹性正碰，中子的质量数为 1，设其速度为 v0.根据动量守恒定律，有 v1＝mm11－＋mm22v0，得vv01＝ AA＋－11，A 项正确．
解析：由图1可知，t＝0时，a在正向最大位移处，v＝0， 加速度最大；b在平衡位置，速度最大，a＝0，且振动方向沿y 轴负向，图2可以表示质点b的振动，选项A、B、C都错误，选 项D正确．
6.如图所示，将小球甲、乙、丙(都可视为质点)分别从A、 B、C三点由静止同时释放，最后都到达竖直面内圆弧的最低点 D，其中甲是从圆心出发做自由落体运动，乙沿弦轨道从一端B 到达另一端D，丙沿圆弧轨道从C点运动到D，且C点很靠近D
5．一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T.t ＝0时刻的波形如图1所示，a、b是波上的两个质点．图2是波上
某一质点的振动图象．下列说法中正确的是( D )
A．t＝0时质点a的速度比质点b的大 B．t＝0时质点a的加速度比质点b的小 C．图2可以表示质点a的振动 D．图2可以表示质点b的振动
球的动量增量为－4 kg·m/s，则( A )
A．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2 5 B．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1 10 C．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2 5 D．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1 10
解析：由两球的动量都是6 kg·m/s可知，运动方向都向右， 且能够相碰，说明左方是质量小速度大的小球，故左方是A 球．碰后A球的动量减少了4 kg·m/s，即A球的动量为2 kg·m/s， 由动量守恒定律得B球的动量为10 kg·m/s，则其速度比为2 5.
故选项A是正确的．
4．一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐 标原点．从某时刻开始计时，经过四分之一周期，振子具有沿x 轴正方向的最大加速度．能正确反映振子位移x与时间t关系的图
象是( A )
解析：如图所示，O为平衡位置，由题意知t＝T4 时，振子具 有正向最大加速度，故此时振子应在A处，位移x为负的最大 值．分析各图象知，只有A项正确．
8．如图所示，水平光滑轨道宽度和弹簧自然长度均为 d.m2 的左边有一固定挡板．m1 由图示位置静止释放，当 m1 与 m2 相距
最近时 m1 速度为 v1，则在以后的运动过程中( BD )
A．m1 的最小速度是 0 B．m1 的最小速度是mm11－＋mm22v1 C．m2 的最大速度是 v1 D．m2 的最大速度是m12＋m1m2v1
点．如果忽略一切摩擦阻力，那么下列判断正确的是( A )
A．甲球最先到达D点，乙球最后到达D点 B．甲球最先到达D点，丙球最后到达D点 C．丙球最先到达D点，乙球最后到达D点 D．甲球最先到达D点，无法判断哪个球最后到达D点
解析：甲球运动时间t1＝
2R g
，乙球运动时间t2，设BD倾
角为θ，则a＝gsinθ，BD长为2Rsinθ.故2Rsinθ＝
2.如图所示，竖直面内有一个固定圆环，MN是它在竖直方 向上的直径．两根光滑滑轨MP、QN的端点都在圆周上， MP>QN.将两个完全相同的小滑块a、b分别从M、Q点无初速度 释放，在它们各自沿MP、QN运动到圆周上的过程中，下列说法
中正确的是( C )
A．合力对两滑块的冲量大小相同 B．重力对a滑块的冲量较大 C．弹力对a滑块的冲量较小 D．两滑块的动量变化大小相同
相遇．下列说法正确的是( AD )
A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2| B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为 A1＋ A2 C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇 处质点的位移 D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇 处质点的振幅
解析：两列振动方向相同的相干波相遇叠加，在相遇区域内 各质点仍做简谐运动，其振动位移在 0 到最大值之间，B、C 项 错误．在波峰与波谷相遇处质点振幅为两波振幅之差，在波峰与 波峰相遇处质点振幅为两波振幅之和，故 A、D 项正确．
解析：当 m1 与 m2 相距最近后，m1 在前，做减速运动，m2 在后，做加速运动，当再次最近时，m1 减速结束，m2 加速结束， 因此此时 m1 速度最小，m2 速度最大，在此过程中遵从动量守恒 和机械能守恒，因此二者的作用相当于弹性碰撞，由弹性碰撞的 公式可解得 B、D 两项正确．
9．两列振动方向相同、振幅分别为 A1 和 A2 的相干简谐横波
解析：这是“等时圆”，即两滑块同时到达滑轨底端．合 力F＝mgsinθ(θ为滑轨倾角)，Fa>Fb，因此合力对a滑块的冲量 较大，a滑块的动量变化也大；重力的冲量大小、方向都相同； 弹力FN＝mgcosθ，FNa<FNb，因此弹力对a滑块的冲量较小．故 选项C正确．
3．如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一 直线上运动．两球质量关系为mB＝2mA，规定向右为正方向， A、B两球的动量均为6 kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A
＝n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折
射角取负值)．现空气中有一上面射出．若该材料对此电磁波的
折射率n＝－1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图
是( B )
解析：折射线与入射线应位于法线的同一侧，故选项A、D 错误．因为材料折射率n＝－1，在电磁波由空气进入介质的入射 点，sinα＝－sin(－β)，得α＝β，则C项错．故正确选项为B.
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人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第1章 动量守恒定律 4 实验：验证动量守恒定律
③A与B相碰后,B和A先后经过光电门G2的遮光时间分别为
t2和t3。
回答下列问题。
(1)实验中选择mA大于mB的目的是
。
(2)利用所测物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子
为
。
答案:(1)保证碰撞中滑块A不反弹
(2)mA =mA +mB
解析:(2)碰撞前的总动量为 p1=mAv1=mA ,
误差。
实验原理
在一维碰撞中,与物体运动有关的物理量只有物体的质量和
物体的速度,设两个物体的质量分别为m1、m2,碰撞前的速度
分别为v1、v2,碰撞后的速度分别为v1'、v2'。如果速度方向与
规定的正方向一致,则速度取正值,否则取负值。依据动量守
恒定律,则有公式m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'成立。
碰撞后的总动量为 p2=mAv1'+mBv2=mA +mB ,
则动量守恒的表达式为 mA =mA +mB 。
热点2 数据处理与误差分析
典例剖析
【例2】 某同学用图甲所示装置通过大小相同的A、B两小
球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽,实验时先使
A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平
槽同一高度自由滚下,使它们发生碰撞,重复实验10次。用步
骤4的方法,标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球
落点的平均位置N,如图所示。
6.验证:连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度。将测量数
据填入表中。最后代入m1·lOP=m1·lOM+m2·lON,看在误差允许
t2和t3。
回答下列问题。
(1)实验中选择mA大于mB的目的是
。
(2)利用所测物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子
为
。
答案:(1)保证碰撞中滑块A不反弹
(2)mA =mA +mB
解析:(2)碰撞前的总动量为 p1=mAv1=mA ,
误差。
实验原理
在一维碰撞中,与物体运动有关的物理量只有物体的质量和
物体的速度,设两个物体的质量分别为m1、m2,碰撞前的速度
分别为v1、v2,碰撞后的速度分别为v1'、v2'。如果速度方向与
规定的正方向一致,则速度取正值,否则取负值。依据动量守
恒定律,则有公式m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'成立。
碰撞后的总动量为 p2=mAv1'+mBv2=mA +mB ,
则动量守恒的表达式为 mA =mA +mB 。
热点2 数据处理与误差分析
典例剖析
【例2】 某同学用图甲所示装置通过大小相同的A、B两小
球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽,实验时先使
A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平
槽同一高度自由滚下,使它们发生碰撞,重复实验10次。用步
骤4的方法,标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球
落点的平均位置N,如图所示。
6.验证:连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度。将测量数
据填入表中。最后代入m1·lOP=m1·lOM+m2·lON,看在误差允许
综合评估2—人教版(2019)高中物理选择性必修第一册课件(共47张PPT)
解析：设鱼漂的横截面积为S，O点以下的长度为h.当鱼漂 静止时，水位恰好在O点，说明在O点浮力等于重力，即mg＝ ρgSh.可取O点所在位置为平衡位置，取竖直向下为正，当鱼漂 被下按x时，水位在O点上方x处，此时合力为F合＝mg－ρgS(h＋ x)＝－ρgSx，同理可得水位在O点下方时也满足此式．因为ρ、 g、S都是确定量，所以上述关系式满足简谐运动的条件(F合＝－ kx)，鱼漂做的是简谐运动，选项A正确；O点是平衡位置，所 以O点时鱼漂的速度最大，选项B正确；水位到达M点时，鱼漂 具有向上的加速度，选项C错误；鱼漂由上往下运动时，可能加 速也可能减速，选项D错误．
( ACD )
A．其他各摆振动周期跟A摆相同 B．其他各摆振动的振幅大小相等 C．其他各摆振动的振幅大小不同，E摆的振幅最大 D．B、C、D三摆振动的振幅大小不同，B摆的振幅最小
解析：A摆振动后迫使水平绳摆动．水平绳又迫使B、C、 D、E四摆做受迫振动，由于物体做受迫振动的周期总是等于驱 动力的周期，因此，B、C、D、E四摆的周期跟A摆相同．驱动
质中M、N两质点的振动方向是( A )
A．M点向下，N点向上 B．M点向上，N点向下
C．M点、N点都向下
D．M点、N点都静止
解析：题图所示时刻M、N的位移均为零，但下一时刻，M 点位置在平衡位置下方，故M点将向下振动，N点位置在平衡位 置上方，故N点将向上振动．
5．一单摆由甲地移到乙地后，发现走时变快了，其变快的
二、填空题(每小题9分，共18分) 11．某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素． (1)他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的 橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图甲所示．这
样做的目的是 AC (填字母代号)．
人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第1章 动量守恒定律 1.动量
能碰撞前后两个物体的动能之和不变,可能两个物体碰撞前后速度与质量
的乘积之和不变。
实验(二)
1.实验装置如图所示,两辆小车都放在滑轨上,用一辆运动的小车碰撞一辆
静止的小车,碰撞后两辆小车粘在一起运动。小车的速度用滑轨上的数字
计时器测量。表1中数据是某次实验时采集的。其中,m1是运动小车的质
量,m2是静止小车的质量,v是运动小车碰撞前的速度,v'是碰撞后两辆小车
教你析题
读取题干
获取信息
足球从静止开始下落20 cm
足球竖直向下的位移为20 cm
被竖直顶起,离开头部后上升的最大
高度仍为20 cm
足球竖直向上的位移也为20 cm
教你破题
获取题干关键信息
↓
足球从静止开始下落20 cm,被竖直顶起,离开头部后上升的最大高度仍为
20 cm
↓
求得与头部接触时的速度和离开头部上升时的速度
(2)300 kg·m/s,方向向西。
知识归纳
1.动量
(1)动量是状态量。进行动量运算时,要明确是哪一物体在哪一状态(时刻)
的动量,p=mv中的速度v是该时刻的瞬时速度。
(2)动量的相对性:①物体的速度与参考系的选择有关,因此,物体的动量与
参考系的选择也有关。②选不同的参考系时,同一物体的动量可能不同。
基础落实·必备知识全过关
一、寻求碰撞中的不变量
1.现象:如图所示,用两根长度相同的线绳分别悬挂两个完全相同的钢球A、
B,且两球并排放置。拉起A球,然后放开,该球与静止的B球发生碰撞。可以
看到,碰撞后A球停止运动而静止,B球开始运动,最终摆到和A球被拉起时
同样的高度。即B球的速度等于碰前A球的速度。
情境链接
的乘积之和不变。
实验(二)
1.实验装置如图所示,两辆小车都放在滑轨上,用一辆运动的小车碰撞一辆
静止的小车,碰撞后两辆小车粘在一起运动。小车的速度用滑轨上的数字
计时器测量。表1中数据是某次实验时采集的。其中,m1是运动小车的质
量,m2是静止小车的质量,v是运动小车碰撞前的速度,v'是碰撞后两辆小车
教你析题
读取题干
获取信息
足球从静止开始下落20 cm
足球竖直向下的位移为20 cm
被竖直顶起,离开头部后上升的最大
高度仍为20 cm
足球竖直向上的位移也为20 cm
教你破题
获取题干关键信息
↓
足球从静止开始下落20 cm,被竖直顶起,离开头部后上升的最大高度仍为
20 cm
↓
求得与头部接触时的速度和离开头部上升时的速度
(2)300 kg·m/s,方向向西。
知识归纳
1.动量
(1)动量是状态量。进行动量运算时,要明确是哪一物体在哪一状态(时刻)
的动量,p=mv中的速度v是该时刻的瞬时速度。
(2)动量的相对性:①物体的速度与参考系的选择有关,因此,物体的动量与
参考系的选择也有关。②选不同的参考系时,同一物体的动量可能不同。
基础落实·必备知识全过关
一、寻求碰撞中的不变量
1.现象:如图所示,用两根长度相同的线绳分别悬挂两个完全相同的钢球A、
B,且两球并排放置。拉起A球,然后放开,该球与静止的B球发生碰撞。可以
看到,碰撞后A球停止运动而静止,B球开始运动,最终摆到和A球被拉起时
同样的高度。即B球的速度等于碰前A球的速度。
情境链接
人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第1章 动量守恒定律 1 动量 (2)
重难归纳
【实验目的】
1.碰撞中的特殊情况——一维碰撞。
两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后仍沿这条直线运动。
高中阶段仅限于用一维碰撞进行研究。在一维碰撞的情况下,
与物体运动有关的物理量只有物体的质量和速度,因此实验
要测量物体的质量和速度。
2.寻求碰撞中的不变量。
(1)碰撞前后物体质量不变,但质量并不描述物体的运动状
①碰撞中的不变量可能是质量与速度的乘积之和,那么就相
应地验证m1v=m1 v1'+m2v2'。
②碰撞中的不变量可能是质量与速度的二次方的乘积之和,
那么就相应地验证m1v2=m1v1'2+m2v2'2。
③碰撞中的不变量也许是物体的速度与质量的比值之和,那
' '
么就相应地验证 = + 。
4.知道动量的变化量是矢量,会计算一维情况下动量的变化量。
知识概览
课前·基础认知
一、寻求碰撞中的不变量
1.质量不同小球的碰撞:大小相同、质量不同的B、C两小
球,C球质量大于B球质量。碰撞后B球摆起的最大高度大于C
球被拉起时的高度。可以看出,碰撞后,B球得到的速度比C球
碰撞前的速度大,两球碰撞前后两者的速度之和并不相等。
m1v1'2+m2v2'2=
'
'
+ =
【实验结论】 从实验的数据可以看出,此实验中两辆小车
碰撞前后,动能之和并不相等,但是质量与速度的乘积之和却
基本不变。
【误差分析】
1.系统误差。
(1)碰撞是否为一维碰撞。设计实验方案时应保证碰撞为一
【实验目的】
1.碰撞中的特殊情况——一维碰撞。
两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后仍沿这条直线运动。
高中阶段仅限于用一维碰撞进行研究。在一维碰撞的情况下,
与物体运动有关的物理量只有物体的质量和速度,因此实验
要测量物体的质量和速度。
2.寻求碰撞中的不变量。
(1)碰撞前后物体质量不变,但质量并不描述物体的运动状
①碰撞中的不变量可能是质量与速度的乘积之和,那么就相
应地验证m1v=m1 v1'+m2v2'。
②碰撞中的不变量可能是质量与速度的二次方的乘积之和,
那么就相应地验证m1v2=m1v1'2+m2v2'2。
③碰撞中的不变量也许是物体的速度与质量的比值之和,那
' '
么就相应地验证 = + 。
4.知道动量的变化量是矢量,会计算一维情况下动量的变化量。
知识概览
课前·基础认知
一、寻求碰撞中的不变量
1.质量不同小球的碰撞:大小相同、质量不同的B、C两小
球,C球质量大于B球质量。碰撞后B球摆起的最大高度大于C
球被拉起时的高度。可以看出,碰撞后,B球得到的速度比C球
碰撞前的速度大,两球碰撞前后两者的速度之和并不相等。
m1v1'2+m2v2'2=
'
'
+ =
【实验结论】 从实验的数据可以看出,此实验中两辆小车
碰撞前后,动能之和并不相等,但是质量与速度的乘积之和却
基本不变。
【误差分析】
1.系统误差。
(1)碰撞是否为一维碰撞。设计实验方案时应保证碰撞为一
人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第1章 动量守恒定律 专题提升1 动量定理的应用
0
量为 Δv3=v3-v2=
>Δv2=
,同理可得射击第 n 颗子弹后,皮划艇的速度
0 -2
0 -
0
0
0
0
0
为 vn= + - + -2 +…+ -(-1) < - ,皮划艇的速度改变量为
0
0
0
0
0
0
Δvn= -(-1) ,可知若射击时每发子弹离开枪口时相对步枪的速度都相同,则
有(m0-m)v1-m(u0-v1)=0,解得皮划艇的速度为
0
v1= ,皮划艇的速度改变量为
0
0
Δv1=v1-0=
,射击第 2 颗子弹后,有(m0-2m)v2-m(u0-v2)=(m0-m)v1,解得皮划艇
0
0
0
0
的速度为 v2=v1+ - = + - ,皮划艇的速度改变量为
m。
答案 (1)35 N,方向沿斜面向上
(2)0.2 m
学以致用·随堂检测全达标
的问题。假设一宇宙飞船以v=2.0×103 m/s的速度进入密度ρ=2.0×10-6
kg/m3的静止微粒尘区,飞船垂直于运动方向上的最大横截面积S=5 m2,且
认为微粒与飞船相碰后都附着在飞船上,则飞船要保持速度v不变,所需推
力多大?
解析 设飞船在微粒尘区的飞行时间为Δt
则在这段时间内附着在飞船上的微粒质量Δm=ρSvΔt
结果:动量变化
结果:动能变化
公式特点 I合=Δp,矢量式
W合=ΔEk,标量式
研究对象 单个或多个物体
单个物体(高中阶段)
研究过程 单个或多个过程
量为 Δv3=v3-v2=
>Δv2=
,同理可得射击第 n 颗子弹后,皮划艇的速度
0 -2
0 -
0
0
0
0
0
为 vn= + - + -2 +…+ -(-1) < - ,皮划艇的速度改变量为
0
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0
Δvn= -(-1) ,可知若射击时每发子弹离开枪口时相对步枪的速度都相同,则
有(m0-m)v1-m(u0-v1)=0,解得皮划艇的速度为
0
v1= ,皮划艇的速度改变量为
0
0
Δv1=v1-0=
,射击第 2 颗子弹后,有(m0-2m)v2-m(u0-v2)=(m0-m)v1,解得皮划艇
0
0
0
0
的速度为 v2=v1+ - = + - ,皮划艇的速度改变量为
m。
答案 (1)35 N,方向沿斜面向上
(2)0.2 m
学以致用·随堂检测全达标
的问题。假设一宇宙飞船以v=2.0×103 m/s的速度进入密度ρ=2.0×10-6
kg/m3的静止微粒尘区,飞船垂直于运动方向上的最大横截面积S=5 m2,且
认为微粒与飞船相碰后都附着在飞船上,则飞船要保持速度v不变,所需推
力多大?
解析 设飞船在微粒尘区的飞行时间为Δt
则在这段时间内附着在飞船上的微粒质量Δm=ρSvΔt
结果:动量变化
结果:动能变化
公式特点 I合=Δp,矢量式
W合=ΔEk,标量式
研究对象 单个或多个物体
单个物体(高中阶段)
研究过程 单个或多个过程
人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第1章 动量守恒定律 3.动量守恒定律
解析 动量守恒的条件是系统所受合外力为0,与系统内有无摩擦力无关,选
项A错误,B正确。系统加速度为0时,根据牛顿第二定律可知系统所受合外
力为0,所以此时系统动量守恒,选项C正确。系统所受合外力不为0时,在某
方向上所受合外力可能为0,此时在该方向上系统动量守恒,选项D错误。
探究点二
动量守恒定律的应用
1 2 3 4 5
4.(动量守恒定律的应用)(2024福建厦门高二期末)如图所示,放在光滑水平
面上的两物体,它们之间有一个被压缩的轻质弹簧,用细线把它们系住,已
知两物体静止且质量之比为m1∶m2=2∶1。把细线烧断后,两物体被弹开,
速度大小分别为v1和v2,动能大小分别为Ek1和Ek2,则下列判断正确的是( D )
相对性
瞬时性
矢量性
普适性
应用时,系统中各物体在相互作用前后的速度必须相对于同一惯性
系,通常均为对地的速度
在相互作用前(或后)系统的总动量是系统中各物体在相互作用前
(或后)同一时刻的动量之和,不同时刻的动量一般不能相加
对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题,应先选取正
方向,与选取的正方向一致的动量为正值,相反的为负值
C.从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中,重物和车厢组成的
系统
D.光滑水平面上放一斜面,斜面也光滑,一个物体沿斜面滑下,物体和斜面
组成的系统
解析 A项中人与车组成的系统所受合力为0,动量守恒;B项中运动员和铅
球组成的系统,初动量为0,末动量不为0,动量不守恒;C项中系统的末动量
为0而初动量不为0,动量不守恒;D项中物体沿斜面加速下滑,向下的动量增
导学探究
如图所示,在光滑的水平面上有一辆平板车,某同学站在车上,想通过敲打
人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第1章 动量守恒定律 专题提升5 爆炸和人船模型
碎片质量为 2m,根据动量守恒定律可得 2mv'+mv=0,解得 v'=-2,负号表示大块
碎片的速度方向与小块碎片的速度方向相反,B 错误;高空分裂后,两块碎片
都是做平抛运动,由于下落的高度相同,所以运动时间相同,即同时落地,C 错
误;两块碎片在水平方向上做匀速直线运动,故落地距离为 x=|x 大|+|x 小
目录索引
重难探究·能力素养全提升
学以致用·随堂检测全达标
学习目标
1.会分析爆炸和人船模型。(科学思维)
2.会用相关知识解决实际问题。(科学思维)
重难探究·能力素养全提升
探究点一
爆炸
知识归纳
1.研究对象:相互作用的物体组成的系统
(1)系统:相互作用的几个物体所组成的整体。
(2)内力:系统内各物体之间的相互作用力。
各物体的质量成反比,即m1x1=m2x2。
(2)解题时要画出各物体的位移关系草图,构建物体对地位移与相对位移的关
系方程。
(3)适用条件
①系统由两个物体组成且相互作用前静止,系统总动量守恒且为0。
②在系统内发生相对运动的过程中至少有一个方向的动量守恒,注意两物体
的位移是相对同一参考系的位移。
方法技巧 人船模型问题中,两物体的运动特点是人走船行、人停船停、
典例剖析
【例题1】 (2024江苏苏州一中高二期末)烟花爆竹中的“二踢脚”(双响爆竹)
在地面点燃炸响后直飞升空,在高空再炸响一声。设质量为3m的“二踢脚”
在地面炸响后(不考虑质量变化)获得初速度v0,竖直升空到速度为零时再
次炸响,分裂成质量之比为2∶1的两块,小块碎片获得水平速度v。已知当
地的重力加速度为g,不计空气阻力,下列说法正确的是(
人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第1章 动量守恒定律 5 弹性碰撞和非弹性碰撞 (3)
解析:(1)设运动员甲、乙的质量分别为m甲、m乙,碰前速度
大小分别为v甲、v乙,碰后乙的速度大小为v乙'。以运动员甲的
初始运动方向为正方向,则由动量守恒定律有
m甲v甲-m乙v乙=m乙v乙' ①
代入数据得v乙'=1.0 m/s。 ②
(2)设碰撞过程中总机械能的损失为ΔE,应有
m
+
m
甲
乙
甲
比较项
爆炸
碰撞
都是物体间的相互作用突然发生,相互作用的力为变力,
过程
作用时间很短,平均作用力很大,且远大于系统所受的外
特点
力,所以可以认为碰撞、爆炸过程中系统的总动量守恒
由于碰撞、爆炸过程相互作用的时间很短,作用过程中
相同
点 过程
物体的位移很小,一般可忽略不计,因此可以把作用过程
模型
看作一个理想化过程来处理,即作用后物体仍从作用前
D.
答案:C
解析:由动量守恒定律得 mv0=3mv1,又 E0= ,Ek'=×3m ,联
探究1:两个球一定交换速度吗?
探究2:碰撞一定是对心碰撞吗?
探究3:无论发生哪种碰撞动量总守恒吗?
提示:探究1:不一定。只有质量相等的两个球发生一维弹性
碰撞时,系统的总动量守恒,总机械能守恒,才会交换速度。
探究2:母球与目标球碰撞时,对心碰撞和非对心碰撞都有可
能发生。
探究3:无论发生哪种碰撞内力远大于外力,动量总守恒。
剧减小,平均作用力很大。
(3)位移小:碰撞过程是在一瞬间发生的,时间极短,在物体发
生碰撞的瞬间,可忽略物体的位移,认为物体在碰撞前后仍在同
2024-2025学年高二物理选择性必修第一册(配人教版)课件第1章本章整合
守恒
减少(或有损失)
增加
教考衔接
1.(2023天津卷)质量为m的列车以速度v匀速行驶,突然以F大小的力制动刹
车直到列车停止,过程中受到恒为Ff的空气阻力,下列说法正确的是( C )
A.减速运动加速度大小
a=
B.力 F 的冲量为 mv
2
C.刹车距离为
2(+f )
D.匀速行驶时功率为(Ff+F)v
分之一圆周组成的竖直细圆弧管道DEF与轨道CD和足够长的水平直轨道
FG平滑相切连接。质量为3m的滑块b与质量为2m的滑块c用劲度系数
k=100 N/m的轻质弹簧连接,静置于轨道FG上。现有质量m=0.12 kg的滑块
a以初速度 v0=2 21 m/s 从处进入, 经管道后, 与上 的滑块碰撞
C 正确;
试题情境 生活实践类情境
必备知识 牛顿第二定律,冲量的概念,运动学公式,功率的概念
关键能力 理解能力,推理能力
教材链接 冲量的概念,人教版教材选择性必修第一册P6
思维方法
由牛顿第二定律求加速度,由冲量的定义求力F的冲量,由运动学
公式求位移
2.(2023天津卷)已知A、B两物体mA=2 kg,mB=1 kg,A物体从h=1.2 m处自由
关键能力 理解能力,推理能力,分析综合能力
教材链接 动量守恒定律,人教版教材选择性必修第一册P13
由动能定理求出滑块a在F点的速度,由牛顿第二定律求出滑块a在F点
受到的支持力,由牛顿第二定律求出滑块a在传送带上的加速度,由运
动学公式求出滑块a在C点的速度,由动能定理求出滑块a碰后的速度,
思维方法 由动量守恒定律求出滑块b碰后的速度,由能量守恒定律求出碰撞损失
【推荐】新教材人教版高中物理选择性必修第一册全册精品教学课件(按章节课时编排整理,共780页)
知识点2 动量
1．定义 运动物体的_质__量__和它的_速__度__的乘积叫作物体的动量。 2．表达式 p＝_m_v__。 3．单位 _千__克__米__每__秒__，符号___k_g_·_m_·_s_－_1__。
4．方向 动量是矢量，它的方向与__速__度__的___方向相同。 5．动量的变化量 (1)定义：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为 p 和 p′，则 称 Δp＝__p_′__－__p__为物体在该过程中的动量变化量。 (2)方向：Δp 是__矢__量___，其方向与_速__度__的__改___变__量__Δ_v__的方向相同。
(3)猜想：①两个物体碰撞前后_动__能___之和可能不变。 ②两个物体碰撞前后__速__度__与_质__量___的乘积之和可能是不变的。
2．实验：寻求碰撞中的不变量 (1)实验器材有气垫导轨、_光__电__门_、小车、数字计数器、__天__平__等。 (2)本实验所说的“碰撞前”是指即将__发__生__碰撞的那一_时__刻___， “碰撞后”是指碰撞_刚__结__束___的那一时刻。 (3)分析总结实验的数据，计算两辆小车碰撞前后的动能之和__不____ 相等，但是质量与速度的乘积之和基本__不__变____。
(2)若足球以 10 m/s 的速度撞向球门门柱，然后以 3 m/s 速度反向弹 回(如图乙)，则这一过程中足球的动量改变量是___5_._2_k__g_·m__/s______，方 向__向__左___；动能改变量是___1_8_._2_J____。
思路引导：(1)切记动量是矢量，其方向与速度方向相同。 (2)动量的变化量 Δp＝p′－p 是矢量式，当 p′、p 在同一直线上时， 可规定正方向，将矢量运算转化为代数运算。
碰撞前