《新教材變化解讀及考法剖析》高中物理選擇性必修第一冊第1章動量守恒定律《新教材變化解讀及考法剖析》高中物理選擇性必修第一冊第1章動量守恒定律新教材物理選擇性必修第一冊變化解讀主題增加、刪除及調整原因分析動量守恒定律“通過實驗，理解動量”調整為“能過理論推導和實驗，理解動量定理”動量定理變在高中物理中明確提出要求，通過理論推導的實驗來學習動量定理能夠幫助學生更好地理解和把握這部分內容機械振動與機械波刪除“惠更斯原理”限于課時，刪除難度較大、中學應用并不廣泛的惠更斯原理光刪除“用激光觀察全息照相”刪去許多高中不易實現(xiàn)的實驗新教材特點1、突出核心素養(yǎng)理念，培養(yǎng)全面發(fā)展人才新教材從物理觀念的培養(yǎng)、科學思維的體現(xiàn)、科學探究的設計、態(tài)度責任的體現(xiàn)等方面突出核心素養(yǎng)理念，培養(yǎng)全面發(fā)展人才。2、考慮學生認知特點，優(yōu)化教科書結構新教材從學生認知水平及物理學科特點兩方面出發(fā)，在學生合理的認知水平發(fā)展下學習物理概念、規(guī)律，形成物理觀念，發(fā)展探究能力；在整體的結構安排上，遵從人們認識事物“先現(xiàn)象，后本質”的一般規(guī)律。3、聯(lián)系實際突出STSE的思想新教材從問題引入、分析的實例、概念和規(guī)律的應用、練習和習題、多個方面來貫徹聯(lián)系實際的原則，突出科學（Science），技術（Technology），社會（Society），環(huán)境（Environment）相互聯(lián)系的思想。教材除了在正文的安排中盡可能注意物理知識與生活、技術、社會的聯(lián)系，還特意設置了STSE欄目，介紹、探討科學技術與社會之間相互關聯(lián)的問題。4、關注社會發(fā)展反映我國科技進步內容的選擇上，一是在學習經典內容時，新教材多用當代人生活的實例；二是盡可能反映新科學、技術的發(fā)展，使教科書有時代氣息。5、注重基礎，兼顧差異新教材以概念規(guī)律的學習為載體打好基礎，注重核心素養(yǎng)的培養(yǎng)；內容的設計上體現(xiàn)了一些彈性：設置“拓展學習”欄、章后設置A、B兩組習題（A組習題對應《課程標準》中必修內容的要求，B組比《課程標準》中必修內容略有超出，供學有余力的學生選做）。新教材物理選擇性必修第一冊《第1章動量守恒定律》變化解讀【變動1】把放在動量守恒定律后面的（原教材最后一節(jié)）“用動量概念表示牛頓第二定律”，放到了新教材動量守恒定律之前第二節(jié)“動量定理”，對動量定理的理解和應用提出明確要求。符合高中物理知識核心素養(yǎng)?！究挤ㄊ纠?】1．跳遠時，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全（如圖），這是由于（）A．人跳在沙坑的動量大小等于跳在水泥地上的動量大小B．人跳在沙坑的動量變化比跳在水泥地上小C．人跳在沙坑受到的沖量比跳在水泥地上小D．人跳在沙坑受到的沖力比跳在水泥地上大【考法示例2】2．來自路邊高樓上的高空墜物常常會對行人造成傷害。設一個質量為20g的鴨蛋從16樓（離地高度約為45m）上由靜止墜落，若鴨蛋與地面碰撞作用時間為3×103s，碰撞后鴨蛋碎裂，不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2，則鴨蛋對地面的平均作用力約為其自身重力的（）A．1000倍 B．3000倍 C．5000倍 D．10000倍【考法示例3】3．用質量為0.5kg的鐵錘把釘子釘進木頭里，打擊時鐵錘的速度v=4.0m/s，如果打擊后鐵錘的速度變?yōu)?，打擊的作用時間是0.01s，那么：（1）不計鐵錘受的重力，鐵錘釘釘子的平均作用力是多大？（2）考慮鐵錘受的重力，鐵錘釘釘子的平均作用力又是多大（g取10m/s2）？（3）通過以上計算，請你說明在打擊和碰撞一類的問題中在什么情況下可以忽略重力的作用?！咀儎?】新教材中強化了變力的沖量的理解和計算，通過教材教學內容和課后習題，強調了分段法和圖像法求變力的沖量?！究挤ㄊ纠?】4．一質量為的滑塊放在水平地面上，在水平拉力作用下，由靜止開始做直線運動，若力隨時間變化的規(guī)律如圖所示，滑塊與地面間的動摩擦因數(shù)為，取，最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，則（）A．內，拉力的沖量大小為B．內，滑塊受到的合外力沖量大小為C．末，滑塊的速率為D．內，滑塊受到的力做的總功為【考法示例5】5．一質量m=4kg的物體靜置在粗糙的水平地面上，物體與地面的摩擦因數(shù)μ=0.5從t=0時刻開始對物體施加一水平力F，其大小如圖所示。已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g=10m/s2，則在0~1.0s時間內，摩擦力對物體產生的沖量大小為（）A．10N·s B．16N·s C．20N·s D．25N·s【考法示例6】6．如圖所示，質量為m的物體，沿傾角為的固定粗糙斜面以速度v勻速下滑，經過時間t滑至底端，則物體在t時間內（）A．摩擦力的沖量大小為 B．斜面支持力的沖量大小為0C．重力的沖量大小為 D．合力的沖量大小為【變動3】增加了“實驗：驗證動量守恒定律”【考法示例7】7．如圖為“碰撞實驗器”，它可以探究動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系。（1）實驗中必須要求的條件是。A．斜槽軌道盡量光滑以減少誤差B．斜槽軌道末端的切線必須水平C．入射球和被碰球的質量必須相等，且大小相同D．入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止釋放（2）圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP，然后，把被碰小球m2靜置于水平軌道的末端，再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并重復多次。本實驗還需要完成的必要步驟是（填選項前的符號）。A．用天平測量兩個小球的質量m1、m2B．測量拋出點距地面的高度HC．分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、ND．測量平拋射程OM、ON（3）按照本實驗方法，驗證動量守恒的驗證式是。（用“（2）”中所給的有關字母表示）（4）某次實驗中得出的落點情況如圖所示，假設碰撞過程中動量守恒，則入射小球的質量m1和被碰小球的質量m2之比為?！究挤ㄊ纠?】8．某同學利用打點計時器和氣墊導軌做驗證動量守恒定律的實驗。氣墊導軌裝置如圖（a）所示，所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊彈射架等組成。（1）下面是實驗的主要步驟：①安裝好氣墊導軌，調節(jié)氣墊導軌的調節(jié)旋鈕，使導軌水平；②向氣墊導軌通入壓縮空氣；③把打點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側，將紙帶穿過打點計時器與彈射架并固定在滑塊1的左端，滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向；④使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩；把滑塊2放在氣墊導軌的中間；⑤先接通打點計時器的電源，再放開滑塊1，讓滑塊1帶動紙帶一起運動；在中間與滑塊2相撞并粘在一起運動；⑥取下紙帶，重復步驟④⑤，選出理想的紙帶如圖（b）所示；⑦測得滑塊1的質量310g，滑塊2（包括橡皮泥）的質量205g。（2）已知打點計時器每隔0.02s打一個點，計算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動量為kg?m/s；兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動量為kg?m/s（保留三位有效數(shù)字）。（3）試說明（2）中兩結果不完全相等的主要原因是?！究挤ㄊ纠?】9．如圖所示的裝置是“沖擊擺”，擺錘的質量很大，子彈以初速度從水平方向射入擺中并留在其中，隨擺錘一起擺動。（1）子彈射入擺錘后，要得到子彈和擺錘一起運動的初速度，需要測量的物理量有。A．子彈的質量B．擺錘的質量C．沖擊擺的擺長D．擺錘擺動時擺線的最大擺角（2）用問題（1）中測量的物理量，應用所學的物理知識可以得出子彈和擺錘一起運動的初速度；（3）通過表達式，即可驗證子彈與擺錘作用過程中的不變量（用已知量和測量量的符號、、、表示）?！咀儎?】刪除了“對心碰撞和非對心碰撞”、“散射”等較難理解的知識和概念，只保留了高中主要知識點—彈性碰撞和非彈性碰撞?！究挤ㄊ纠?0】10．第24屆冬奧會將于2022年2月在北京和張家口舉行冬奧會冰壺項目深受觀眾喜愛。某次冰壺訓練中，冰壺乙靜止在圓形區(qū)域內，運動員用冰壺甲撞擊冰壺乙如圖為冰壺甲與冰壺乙碰撞前、后的v—t圖像，已知冰壺質量均為，兩冰壺發(fā)生正碰，碰撞時間極短，則在該次碰撞中損失的機械能為（）A． B． C． D．【考法示例11】11．如圖甲所示，在光滑水平面上的兩小球發(fā)生正碰。小球的質量分別為m1和m2。圖乙為它們碰撞前后的s－t(位移時間)圖象。已知m1＝0.1kg。由此可以判斷（）A．碰前m2靜止，m1向右運動B．碰后m2和m1都向右運動C．m2＝0.2kgD．碰撞過程中系統(tǒng)損失了0.4J的機械能【考法示例12】12．如圖所示。質量M=1.5kg的小車靜止于光滑水平面上并緊靠固定在水平面上的桌子右邊，其上表面與水平桌面相平，小車的左端放有一質量為mQ=0.5kg的滑塊Q。水平放置的輕彈簧左端固定，質量為mP=0.5kg的小物塊P置于光滑桌面上的A點并與彈簧的右端接觸，此時彈簧處于原長?，F(xiàn)用水平向左的推力F將P緩慢推至B點（彈簧處于彈性限度內），推力做功WF=4J，撤去F后，P沿桌面向右滑到小車左端并與Q發(fā)生彈性碰撞，最后Q恰好沒從小車上滑下。已知小車的長度L=6m（g取10m/s2）。（1）P剛要與Q碰撞前的速度大??；（2）Q剛在小車上滑行時的初速度大??；（3）Q與小車表面間動摩擦因數(shù)μ。參考答案：1．A【詳解】A．人跳在沙坑的動量大小等于跳在水泥地上的動量大小，因為人質量與速度的大小一樣，所以動量大小相等，則A正確；B．人跳在沙坑的動量變化等于跳在水泥地上，因為初動量相等，末動量為0，所以動量的變化量大小相等，則B錯誤；C．根據動量定理人跳在沙坑受到的沖量與跳在水泥地上的沖量大小相等，所以C錯誤；D．根據動量定理人跳在沙坑受到的沖力比跳在水泥地上小，所以D錯誤；故選A。2．A【詳解】鴨蛋從45m高處落下著地時，由可得速度大小v==30m/s取向上為正，根據動量定理求得故A正確，BCD錯誤。故選A。3．（1）200N；（2）205N；（3）見解析【詳解】（1）根據動量定理，取向下為正有Ft=0mv代入數(shù)據有F=200N（2）根據動量定理，取向下為正有(mgF′)t=0mv代入數(shù)據有F′=205N（3）根據以上分析，在打擊和碰撞一類的問題中，當平均作用力遠遠大于重力時可以忽略重力的作用。4．D【詳解】A．根據“圖象中圖線與軸所圍成的面積表示沖量”得內，拉力的沖量大小為Im=A錯誤；B．最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，即當時在內，滑塊處于靜止狀態(tài)，合外力沖量為零，滑塊在才開始運動，故內，滑塊受到的合外力沖量大小B錯誤；C．根據動量定理有解得滑塊在末時的速率，C錯誤；D．根據動能定理知，內，滑塊受到的力做的總功為W=D正確。故選D。5．B【詳解】最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則0~0.4s，F(xiàn)<fmax，物體靜止，摩擦力為靜摩擦力，大小等于F，則靜摩擦力的沖量由圖可知0.4~1.0s，F(xiàn)>fmax,物體運動，摩擦力為滑動摩擦力，大小為20N，則滑動摩擦力的沖量所以，摩擦力對物體產生的沖量大小為故選B。6．A【詳解】A．物體受到的摩擦力為所以摩擦力的沖量大小為A正確；B．斜面支持力為斜面支持力的沖量大小為B錯誤；C．重力的沖量大小為C錯誤；D．勻速下滑，所以合力為零。合力的沖量為零。D錯誤。故選A。7．BDACD4:1【詳解】（1）[1]A．本實驗要求入射球碰撞前的速度保持相同，斜槽軌道并不需要光滑，故A錯誤；B．斜槽軌道末端的切線必須水平，保證小球可以做平拋運動，故B正確；C．入射球和被碰球需要發(fā)生正碰，但并不要求質量相等，故C錯誤；D．入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止釋放，以保證入射球碰撞前的速度保持相同，故D正確。故選BD。（2）[2]本實驗驗證動量守恒定律，即驗證根據平拋運動規(guī)律有聯(lián)立得則x與v成正比，故當成立時即可驗證動量守恒定律。因此需要用天平測量兩個小球的質量m1、m2，分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N，測量平拋射程OM、ON。故選ACD。（3）[3]根據以上分析可知，驗證動量守恒的驗證式是（4）[4]根據驗證式可得代入題給數(shù)據解得8．0.6200.618本實驗的主要系統(tǒng)誤差是限位孔對紙帶向左的阻力對系統(tǒng)的沖量使系統(tǒng)的總動量減少【詳解】（2）[1]碰撞前滑塊1的速度為v==m/s=2.00m/s則兩滑塊在碰撞前的總動量為p=m1v1=2.00×0.310kgm/s=0.620kgm/s[2]碰撞后兩滑塊共同的速度為v共==m/s=1.20m/s則兩滑塊在碰撞前的總動量為p′=(m1+m2)v共=1.20×(0.310+0.205)kgm/s=0.618kgm/s（3）[3]本實驗的主要系統(tǒng)誤差是限位孔對紙帶向左的阻力對系統(tǒng)的沖量使系統(tǒng)的總動量減少。9．CDmv0=(M+m)v【詳解】(1)[1](2)[2]根據機械能守恒得解得故選CD。(3)[3]驗證