鲁科版高一物理必修一教案 全册

鲁科版选择性必修第一册全册学案第一章动量及其守恒定律 (1)第1节动量和动量定理 (1)第2节动量守恒定律及其应用 (12)第3节科学验证：动量守恒定律 (25)第4节弹性碰撞与非弹性碰撞 (34)章末总结 (44)第二章机械振动 (50)第1节简谐运动 (50)第2节振动的描述 (57)第3节单摆 (67)第4节科学测量：用单摆测量重力加速度 (76)第5节生活中的振动 (86)章末总结 (96)第三章机械波 (100)第1节波的形成和描述 (100)第2节波的反射和折射 (114)第3节波的干涉和衍射 (125)第4节多普勒效应及其应用 (125)章末总结 (135)第四章光的折射和全反射 (140)第1节光的折射 (140)第2节科学测量：玻璃的折射率 (148)第3节光的全反射 (156)第4节光导纤维及其应用 (156)第五章光的干涉、衍射和偏振 (166)第1节光的干涉 (166)第2节科学测量：用双缝干涉测光的波长 (177)第3节光的衍射 (184)第4节光的偏振 (191)第5节激光与全息照相 (191)章末总结 (198)第一章动量及其守恒定律第1节动量和动量定理学习目标：1.[物理观念]理解动量的概念，知道动量和动量的变化量均为矢量；会计算一维情况下的动量变化量．2.[物理观念]理解冲量的概念，知道冲量是矢量．3.[科学思维]理解动量定理的确切含义及其表达式；会运用动量定理解决实际问题．4.[科学态度与责任]会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活现象．一、动量1．动量(1)定义：物体的质量和速度的乘积．(2)公式：p＝m v.(3)单位：动量的单位是kg·m/s.(4)矢量性：动量是矢量，它的方向与物体速度的方向相同，动量运算遵循平行四边形定则．2．动量的变化量(1)定义：物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差(也是矢量)，Δp＝p2－p1(矢量式)．(2)计算：动量始终保持在一条直线上时，首先选定一个正方向，与正方向相同的动量取为正，与正方向相反的动量取为负，由此可将矢量运算简化为代数运算(此时的正、负号仅代表方向，不代表大小)．二、动量定理1．冲量(1)概念：力和力的作用时间的乘积．(2)公式：I＝Ft.(3)单位：冲量的单位是N·s.2．动量定理(1)内容：物体在一过程中所受合外力的冲量等于该物体在此过程中动量的变化量．(2)公式：Ft＝m v2－m v1.(3)牛顿第二定律的另一种表述：作用在物体上的合外力等于物体动量的变化率，即F＝m v2－m v1t，从该式可以看出：当物体动量的变化量一定时，力作用时间越短，作用力越大；力作用时间越长，作用力越小．三、碰撞与缓冲的实例分析1．利用碰撞产生的强大冲击力对外做功．例如，冲床冲压工件时，由于冲头动量变化大且冲头与工件的碰撞时间很短，在冲头与工件间产生很大的作用力．2．延长作用力的作用时间．汽车上的驾乘人员都必须系上安全带，万一出现事故，这些设施可以起到缓冲作用，减轻事故对车内人员的伤害．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)某物体的速度大小不变，动量一定不变．(×)(2)物体的质量越大，动量一定越大．(×)(3)恒力的作用时间越长，冲量越大．(√)(4)物体动量的变化量一定时，力作用时间越短，作用力越大．(√)2．关于物体的动量，下列说法中正确的是()A．运动物体在任一时刻的动量方向，一定是该时刻的速度方向B．物体的动能不变，其动量一定不变C．物体的动量越大，其惯性一定越大D．物体的动能发生变化时，其动量不一定发生变化A[动量具有瞬时性，任一时刻物体动量的方向，即为该时刻物体的速度方向，选项A正确；动能不变，若速度方向变化，动量也发生了变化，选项B项错误．惯性由物体质量决定，物体的动量越大，其质量并不一定越大，惯性也不一定越大，选项C错误．物体的动能发生变化时，物体的速度大小一定发生变化，故其动量也一定发生变化，选项D错误．]3．关于冲量，下列说法正确的是()A．物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化B．作用在静止的物体上的力的冲量一定为零C．动量越大的物体受到的冲量越大D．冲量的方向就是物体运动的方向A[物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，A正确；只要有力作用在物体上，经历一段时间，这个力便有了冲量I＝Ft，与物体处于什么状态无关，B错误；物体所受冲量I＝Ft与物体动量的大小p＝m v无关，C错误；冲量的方向与物体运动方向无关，D错误．]考点1动量和冲量正在玩旋转秋千的游客，他的每一时刻的动量相同吗？每一时刻的动能相同吗？提示：游客做匀速圆周运动，速度的方向时刻改变，所以动量时刻变化；速度的大小不变，所以动能不变．(1)瞬时性：通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量，动量的大小可用p＝m v表示．(2)矢量性：动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同．(3)相对性：因物体的速度与参考系的选取有关，故物体的动量也与参考系的选取有关．2．动量的变化量：是矢量，其表达式Δp＝p2－p1为矢量式，运算遵循平行四边形定则，当p2、p1在同一条直线上时，可规定正方向，将矢量运算转化为代数运算．3．冲量的性质(1)过程量：冲量描述的是力的作用对时间的积累效应，取决于力和时间这两个因素，所以求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量．(2)矢量性：冲量的方向与力的方向相同，与相应时间内物体动量变化量的方向相同．4．冲量的计算(1)若物体受到恒力的作用，力的冲量的数值等于力与作用时间的乘积，冲量的方向与恒力方向一致；若力为同一方向均匀变化的力，该力的冲量可以用平均力计算；若力为一般变力，则不能直接计算冲量．(2)若知F－t图像，图线与时间轴围成的面积就是力的冲量．如图所示．(3)冲量的计算公式I＝Ft既适用于计算某个恒力的冲量，又可以计算合力的冲量．如果计算分力的冲量，必须明确是哪个分力的冲量；若计算合力的冲量，一个物体的动量变化Δp与合力的冲量具有等效代换关系．【例1】(多选)质量相等的A、B两个物体，沿着倾角分别是α和β的两个光滑的固定斜面，由静止从同一高度h2下滑到同样的另一高度h1，如图所示，则A、B两物体()A．滑到h1高度时的动量相同B．滑到h1高度时的动能相等C．由h2滑到h1的过程中物体动量变化相同D．由h2滑到h1的过程中物体动能变化相等思路点拨：解此题注意两点：(1)动量及动量的变化量是矢量．(2)动能及动能的变化量是标量．BD[两物体由h2下滑到h1高度的过程中，机械能守恒，mg(h2－h1)＝12m v2，v＝2g(h2－h1)，物体下滑到h1处时，速度的大小相等，由于α不等于β，速度的方向不同，由此可判断，物体在h1高度处动能相同，动量不相同．物体运动过程中动量的变化量不同，而物体动能的变化量相等，B、D正确．]动量和动能的比较[跟进训练]训练角度1动量的理解1．(多选)下列关于动量的说法中，正确的是()A．做匀速圆周运动的物体，其动量不变B．一个物体的速率改变，它的动量一定改变C．一个物体的运动状态变化，它的动量一定改变D．一个物体的动量不变，它的速度可以改变BC[做匀速圆周运动的物体速度的方向时刻变化，所以动量时刻变化，A错；速度的大小、方向有一个量发生变化都认为速度变化，动量也变化，B对；运动状态变化即速度发生变化，C对；对一个物体来说，其质量一定，由p＝m v可知，其动量不变，速度也一定不变，故D错．]训练角度2动量变化量的计算2．一台自动传送盘，盘上离转轴0.5 m处有一质量为0.5 kg的零件，随盘做匀速圆周运动，则当盘以角速度为2 rad/s转过180°的过程中，零件动量的变化量大小为()A．0.25 kg·m/s B．0.5 kg·m/sC．1 kg·m/s D．2 kg·m/sC[零件动量的变化量大小为Δp＝m v2－m v1＝2mωr＝2×0.5×2×0.5 kg·m/s ＝1 kg·m/s，故选项C正确．]训练角度3冲量的理解和计算3．重为4 N的物体，静止在倾角为30°的斜面上，在5 s内，关于重力对物体的冲量的说法正确的是()A．重力的冲量为零B．重力的冲量为10 N·sC．重力的冲量为20 N·sD．重力的冲量与摩擦力的冲量相等C[物体重为4 N，在5 s内，重力的冲量为：I1＝Gt＝4×5 N·s＝20 N·s故A、B错误，C正确；物体受重力、支持力和摩擦力，三力平衡，摩擦力为f＝mg sin 30°＝2 N故5 s内摩擦力的冲量为：I2＝ft＝2×5 N·s＝10 N·s故重力的冲量大于摩擦力的冲量，故D错误．]考点2：动量定理体操运动员从高处跳到低处时，为了安全，一般都要屈腿(如图所示)，这样做是为什么？提示：人落地过程中动量的变化一定，屈腿下蹲延缓了人落地时动量变化所用的时间，依动量定理可知，这样就减小了地面对人的冲力．(1)动量定理的表达式m v′－m v＝F·Δt是矢量式，等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义．(2)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因．(3)公式中的F是物体所受的合外力，若合外力是变力，则F应是合外力在作用时间内的平均值．2．动量定理的应用(1)定性分析有关现象：①物体的动量变化量一定时，力的作用时间越短，力就越大；力的作用时间越长，力就越小．②作用力一定时，力的作用时间越长，动量变化量越大；力的作用时间越短，动量变化量越小．(2)应用动量定理定量计算的一般步骤：①选定研究对象，明确运动过程．②进行受力分析和运动的初、末状态分析．③选定正方向，根据动量定理列方程求解．【例2】用0.5 kg的铁锤把钉子钉进木头里，打击时铁锤的速度v＝4.0 m/s，如果打击后铁锤的速度变为0，打击的作用时间是0.01 s，那么：(1)不计铁锤受的重力，铁锤钉钉子时，钉子受到的平均作用力是多大？(2)考虑铁锤受的重力，铁锤钉钉子时，钉子受到的平均作用力又是多大？(g 取10 m/s2)(3)比较(1)和(2)，讨论是否要忽略铁锤的重力．思路点拨：对铁锤，根据受力情况应用动量定理可以求出铁锤对钉子的作用力；由前2问的结论，分析哪种情况下可以不计铁锤的重力．[解析](1)以铁锤为研究对象，不计重力时，只受钉子的作用力，方向竖直向上，设为F1，取竖直向上为正，由动量定理可得F1t＝0－m(－v)所以F 1＝0－0.5×(－4.0)0.01N ＝200 N ，方向竖直向上． 由牛顿第三定律知，铁锤钉钉子的作用力为200 N ，方向竖直向下．(2)若考虑重力，设此时受钉子的作用力为F 2，对铁锤应用动量定理，取竖直向上为正．(F 2－mg )t ＝0－m (－v )F 2＝－0.5×(－4.0)0.01N ＋0.5×10 N ＝205 N ，方向竖直向上． 由牛顿第三定律知，此时铁锤钉钉子的作用力为205 N ，方向竖直向下．(3)比较F 1与F 2，其相对误差为|F 2－F 1|F 1×100%＝2.5%，可见本题中铁锤的重力可忽略．[答案] (1)200 N (2)205 N (3)见解析应用动量定理的四点注意事项(1)明确物体受到冲量作用的结果是导致物体动量的变化．冲量和动量都是矢量，它们的加、减运算都遵循平行四边形定则．(2)列方程前首先要选取正方向，与规定的正方向一致的力或动量取正值，反之取负值，而不能只关注力或动量数值的大小．(3)分析速度时一定要选取同一个参考系，未加说明时一般是选地面为参考系，同一道题目中一般不要选取不同的参考系．(4)公式中的冲量应是合外力的冲量，求动量的变化量时要严格按公式，且要注意是末动量减去初动量．[跟进训练]训练角度1 定性分析现象4．如图所示，突发交通事故时，车内正面的安全气囊弹出．弹出安全气囊可以( )A．增大事故突发时人的惯性B．减小事故突发时人的惯性C．增大事故突发时由于撞击对人的伤害D．减小事故突发时由于撞击对人的伤害D[惯性是物体的固有属性，其大小只与质量有关，故安全气囊弹出不会改变人的惯性，故A、B错误；安全气囊弹出后可以延长撞击时间，从而减小作用力，减小事故突发时由于撞击对人的伤害，故C错误，D正确．]训练角度2定量计算5．最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展．若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为()A．1.6×102 kg B．1.6×103 kgC．1.6×105 kg D．1.6×106 kgB[根据动量定理有FΔt＝Δm v－0，解得ΔmΔt＝Fv＝1.6×103 kg/s，所以选项B正确．]1．物理观念：动量、冲量概念、动量的变化．2．科学思维：动量定理．3．科学态度与责任：解释碰撞、缓冲等现象.当堂演练1．(多选)关于物体的动量，下列说法正确的是()A．物体的动量越大，其惯性也越大B．物体的速度方向改变，其动量一定改变C．同一参考系中，动量相同的物体，运动方向一定相同D．运动的物体在任一时刻的动量方向一定与该时刻的加速度方向相同BC[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，惯性也就不一定大，A错误；动量的方向与速度的方向相同，与加速度方向无关，物体的速度方向改变，其动量一定改变，B正确，D错误；动量相同指动量的大小和方向均相同，而动量的方向与物体运动的方向相同，故同一参考系中，动量相同的物体运动方向一定相同，C正确．]2．静止在光滑水平面上的两物块通过一根细线相连，中间夹着一根压缩了的轻弹簧(与两物块均不拴接)，如图所示，A物块的质量是B物块质量的2倍．现烧断细线，在弹簧弹开两物块的过程中，用I A、I B分别表示弹簧对A、B两物块的冲量大小，则()A．I A＝I B B．I A＝2I BC．2I A＝I B D．3I A＝I BA[烧断细线后在弹簧弹开两个物块的过程中，A、B所受的弹簧弹力大小相等、作用时间t相等，则由I＝Ft知：I A＝I B，故A正确，B、C、D错误．故选A.] 3．如图所示，小明在演示惯性现象时，将一杯水放在桌边，杯下压一张纸条．若缓慢拉动纸条，发现杯子会出现滑落；当他快速拉动纸条时，发现杯子并没有滑落．对于这个实验，下列说法正确的是()A．缓慢拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较小B．快速拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较大C．为使杯子不滑落，杯子与纸条间的动摩擦因数应尽量大一些D．为使杯子不滑落，杯子与桌面间的动摩擦因数应尽量大一些D[在缓慢拉动和快速拉动纸条的过程中，杯子受到的摩擦力均为滑动摩擦力，大小相等，但快速拉动时，纸条与杯子作用时间短，此时摩擦力对杯子的冲量小，由I＝Δp可知，杯子增加的动量较小，因此杯子没有滑落，缓慢拉动时，摩擦力对杯子的冲量大，杯子增加的动量大，杯子会出现滑落，A、B错误；为使杯子不滑落，摩擦力对杯子的冲量应尽量小一些，杯子与纸条间的动摩擦因数应尽量小一些，选项C错误；杯子与桌面间的动摩擦因数较大时，杯子在桌面上做减速运动的加速度较大，则滑动的距离较小，杯子不容易滑落，选项D正确．]4．质量为0.2 kg 的小球竖直下落，以6 m/s 的速度碰触地面，再以4 m/s 的速度反向弹回．取竖直向上为正方向，在小球与地面接触的时间内，关于小球动量的变化量Δp 和合力冲量ΔI 下列说法正确的是( )A ．Δp ＝2 kg·m/sB ．Δp ＝－2 kg·m/sC ．ΔI ＝0.4 kg·m/sD ．ΔI ＝－0.4 kg·m/sA [取竖直向上方向为正方向，则小球与地面碰撞过程中动量的变化为：Δp ＝m v 2－(－m v 1)＝0.2×(6＋4) kg·m/s ＝2 kg·m/s ，方向竖直向上，故A 正确，B 错误．根据动量定理可知，合力的冲量等于动量的变化，可知ΔI ＝Δp ＝2 kg·m/s ，C 、D 错误．]5．如图所示，一个质量为50 kg 的运动员进行蹦床运动表演，从离水平网面3.2 m 高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0 m 高处．已知运动员与网接触的时间为0.5 s ，g 取10 m/s 2.(1)求运动员从开始下落到与网接触前，重力的冲量大小；(2)求运动员从接触网到离开网，网对运动员的平均作用力大小．[解析] (1)由h ＝12gt 2得t ＝0.8 s由I ＝mgt 得I ＝400 N·s.(2)由v 21＝2gh 1得v 1＝8 m/s由v 22＝2gh 2得v 2＝10 m/s设竖直向下为正方向由(mg －F )t ′＝－m v 2－m v 1得F ＝2 300 N[答案] (1)400 N·s (2)2 300 N第2节动量守恒定律及其应用学习目标：1.[物理观念]知道牛顿运动定律和动量守恒定律的关系，能用牛顿运动定律推导动量守恒定律．2.[科学思维]理解动量守恒定律的确切含义和表达式．会运用动量守恒定律解决实际问题．3.[科学态度与责任]知道什么是反冲运动，了解它在实际中的简单应用．4.[科学态度与责任]了解火箭的飞行原理和主要用途．一、动量守恒定律1．动量守恒定律的内容：一个系统不受外力或者所受合外力为0时，这个系统的总动量保持不变．2．动量守恒定律的成立条件(1)系统不受外力的作用．(2)系统受外力作用，但合外力为零．(3)系统受外力的作用，合外力也不为零，但合外力远小于内力．这种情况严格地说只是动量近似守恒，但却是最常见的情况．(4)系统受外力，但在某一方向上合外力为零，则系统在这一方向上，动量守恒．3．动量守恒定律的表达式(1)p＝p′(系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′)．(2)Δp1＝－Δp2(相互作用的两个物体组成的系统，一个物体动量的变化量与另一个物体动量的变化量大小相等、方向相反)．(3)Δp＝0(系统总动量的增量为零)．(4)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′(相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和)．4．适用范围：动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一，不仅低速、宏观领域遵循这一规律，高速(接近光速)、微观(分子、原子的尺度)领域也遵循这一规律．二、反冲运动与火箭1．反冲运动根据动量守恒定律，一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某一个方向运动，另一部分向相反方向运动的现象．2．火箭(1)原理：火箭的飞行应用了反冲的原理，靠喷出气流的反作用来获得巨大速度．(2)影响火箭获得速度大小的因素：一是喷气速度，喷气速度越大，火箭能达到的速度越大；二是燃料质量越大，负荷越小，火箭能达到的速度也越大．3．反冲运动的应用和防止(1)灌溉喷水器、反击式水轮机、喷气式飞机、火箭等都是利用了反冲运动．(2)消防高压水枪、射击步枪等的反冲作用都必须采取措施加以防止．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)如果系统的机械能守恒，则动量不一定守恒．(√)(2)只要系统内存在摩擦力，动量不可能守恒．(×)(3)做匀速圆周运动的物体动量是守恒的．(×)(4)一切反冲现象都是有益的．(×)2．运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是() A．燃料推动空气，空气的反作用力推动火箭B．火箭发动机用力将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭C．火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭B[火箭的工作原理是利用反冲运动，是火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾喷管迅速喷出时使火箭获得反冲速度，故正确答案为选项B.] 3．A、B两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行，A质量为5 kg，速度大小为10 m/s，B质量为2 kg，速度大小为5 m/s，两者相碰后，A沿原方向运动，速度大小为4 m/s，则B的速度大小为()A．10 m/s B．20 m/sC．30 m/s D．40 m/sA[以A物体的速度方向为正方向．则v A＝10 m/s，v B＝－5 m/s，p＝p A＋p B ＝5×10 kg·m/s＋2×(－5) kg·m/s＝40 kg·m/s.碰撞后，由动量守恒定律得p＝m A v A′＋m B v B′，解得v B′＝10 m/s，与A的速度方向相同，故选项A正确．]考点1：动量守恒的判断在光滑的水平面上有一辆平板车，一个人站在车上用大锤敲打车的左端，如图所示．(1)人和大锤组成的系统动量守恒吗？(2)在连续敲打下，这辆车能否持续地向右运动？提示：(1)以人和大锤组成的系统为研究对象时，人受到平板车施加的摩擦力，系统所受合外力不为零，动量不守恒，地面光滑，以人、大锤和平板车为系统动量守恒．(2)当把锤头打下去时，锤头向右摆动，系统总动量要为零，车就向左运动；举起锤头时，锤头向左运动，车就向右运动．用锤头连续敲击时，车只是左右运动，一旦锤头不动，车就会停下来，所以车不能持续向右运动．动量守恒定律成立条件的四种情况：(1)系统不受外力作用，这是一种理想化的情形，如宇宙中两星球的碰撞，微观粒子间的碰撞都可视为这种情形．(2)系统受外力作用，但所受合外力为零．像光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形．(3)系统受外力作用，但当系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时，系统的总动量近似守恒．例如，抛出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间，弹片所受火药爆炸时的内力远大于其重力，重力完全可以忽略不计，系统的动量近似守恒．(4)系统受外力作用，所受的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒．【例1】(多选)下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是()A.在光滑水平面上，子弹射入木块的过程中B.剪断细线，弹簧恢复原长的过程C.两球匀速下降，细线断裂后，它们在水中运动的过程中D.木块沿光滑固定斜面由静止滑下的过程中AC[A图中，在光滑水平面上，子弹射入木块的过程中，系统所受外力之和为零，系统动量守恒，故A正确；B图中，剪断细线，弹簧恢复原长的过程中，墙壁对滑块有作用力，系统所受外力之和不为零，系统动量不守恒，故B错误；C 图中，木球与铁球组成的系统所受合力为零，系统动量守恒，故C正确；D图中，木块下滑过程中，斜面始终受挡板作用力，系统动量不守恒，故D错误．] [跟进训练]1．(多选)如图所示，小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱．关于上述过程，下列说法中正确的是()A．男孩和木箱组成的系统动量守恒B．小车与木箱组成的系统动量守恒C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量不同CD[在男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中，男孩和木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；小车与木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故B错误；男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故C正确；木箱、男孩、小车组成的系统动量守恒，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等，方向相反，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量不相同，故D正确．故选C、D.] 考点2：动量守恒定律的理解及应用三国演义“草船借箭”中(如图所示)，若草船的质量为m1，每支箭的质量为m，草船以速度v1返回时，对岸士兵万箭齐发，n支箭同时射中草船，箭的速度皆为v，方向与船行方向相同．由此，草船的速度会增加吗？这种现象如何解释？(不计水的阻力)提示：不计水的阻力，将船、箭视为一个系统，船与箭的作用过程系统动量守恒，以草船的速度方向为正方向，有m1v1＋nm v＝(m1＋nm)(v1＋Δv)，得Δv＝nmm1＋nm(v－v1)，所以草船的速度会增加nmm1＋nm(v－v1)．(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．(3)外力：系统外其他物体对系统的作用力．2．对“系统的总动量保持不变”的四点理解(1)系统的总动量指系统内各物体动量的矢量和；(2)总动量保持不变指的是大小和方向始终不变；(3)系统的总动量保持不变，但系统内每个物体的动量可能在不断变化；(4)系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等，不能误认为只是初、末两个状态的总动量相等．3．动量守恒定律的四个特性。

第2节质点和位移学习目标核心素养形成脉络1.理解质点的概念和物体能视为质点的条件．2．理解位移的概念，知道位移和路程的区别与联系．3．知道矢量和标量，能区分矢量和标量．4．初步认识s－t图像，掌握s－t图像的物理意义.[学生用书P5]一、质点1．定义：用来代替物体的有质量的点．2．物体可视为质点的条件(1)物体的大小和形状可以忽略．(2)物体上任意一点的运动可以代替整个物体的运动．3．一个物体能否看成质点是由研究的具体问题决定的．4．理想模型：在物理学中，突出问题的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的“物理模型”，是经常采用的一种科学研究方法．质点就是这种物理模型之一．二、位移1．位移：由初位置指向末位置的有向线段，用符号s表示．2．物理意义：描述运动物体空间位置的变化．3．直线运动位移的描述：如图所示，一个物体沿直线从A点运动到B点，若A、B两点的位置坐标分别为x A和x B，则物体的位移为s＝x B－x A．4．标量和矢量：只有大小没有方向的物理量是标量；既有大小又有方向的物理量是矢量．5．位移－时间图像：用来描述物体运动的位移随时间变化的规律．如图所示，常用横坐标表示时间，用纵坐标表示位移．思维辨析(1)小物体在任何情况下都可视为质点．( )(2)球形物体可视为质点，其他形状的物体不能视为质点．( )(3)汽车里程表记录的是汽车发生的位移．( )(4)位移的正、负号表示方向，温度的正、负号表示大小．( )提示：(1)×(2)×(3)×(4)√基础理解(1)在花样滑冰比赛中研究运动员的动作技巧时可以视为质点吗？研究运动员的轨迹时可以视为质点吗？(2)裁判给跳水运动员打分时运动员可视为质点吗？(3)研究行驶中的“复兴号”高铁上乘员的运动时，选取什么物体为参考系比较方便？研究“复兴号”列车的运动时，选取什么物体为参考系比较方便？(4)如图所示，位移—时间图像是物体运动的轨迹吗？提示：(1)不可以可以(2)不可以(3)高铁地面(4)不是．位移－时间图像反映的是物体运动的位移随时间的变化规律，不是物体运动的轨迹．质点模型的理解[学生用书P6]问题导引1．2019年1月20日中国乒乓球选手陈梦在2019国际乒联世界巡回赛匈牙利公开赛中战胜队友朱雨玲赢得女单冠军．在研究陈梦的发球技术动作时，能否把乒乓球看成一个质点？若研究乒乓球的运动快慢时，能否把乒乓球看成一个质点？,)2．在研究“复兴号”列车由开往某某所用时间时，能否把列车看成一个质点？如果研究列车通过一座隧道的时间，能否把列车看成一个质点？[要点提示] 1.不能能在研究陈梦的发球技术动作时，需要研究乒乓球的击球点、旋转方向等特点，不能把乒乓球看成一个质点；研究乒乓球的运动快慢时，不用考虑乒乓球的旋转、大小等特点，可以把乒乓球看成一个质点．2．能不能在研究“复兴号”列车由开往某某所用时间时，不用考虑列车的长度及大小，能把列车看成一个质点；如果研究列车通过一座隧道的时间，需要考虑列车的长度，不能把列车看成一个质点．【核心深化】1．对质点的理解项目内容解读定义用来代替物体的有质量的点与几何中的“点”不同：有位置、有质量条件大小和形状对研究的问题可以忽略不计地球绕太阳公转时、飞机在空中航行时注意同一物体，在不同条件下，有时可视为质点，有时就不能视为质点竞走运动中，看成绩时可以视人为质点，但看动作是否规X时就不可以视人为质点说明质点是一个理想模型，是一种科学抽象，目的是使问题简化，便于研究(1)质点是一种科学的抽象，是一种理想化的物理模型，是在研究物体运动时，抓住主要因素，忽略次要因素，对实际物体进行的近似处理．(2)在物理学中，突出问题的主要因素，忽略次要因素，通过对事物的抽象，建立理想化“物理模型”，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法．2．把物体视为质点的三个条件(1)当物体上各部分的运动情况都相同时，物体上任何一点的运动情况都能反映物体的运动，物体可看成质点．(2)物体的大小、形状对所研究的问题无影响或可以忽略不计的情况下，可将物体看成质点．(3)物体有转动，但相对于平动而言可以忽略其转动时，可把物体视为质点．如图所示，汽车在运行时，虽然车轮转动，但我们研究的是车辆整体的运动快慢，这时可将汽车视为质点．关键能力1 质点概念的理解下列关于质点的说法中，正确的是( )A．质点是一个理想化模型，实际上并不存在，所以引入质点概念没有意义B．只有体积很小的物体才能视为质点C．凡轻小的物体，皆可视为质点D．如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素，即可把物体视为质点[解析] 质点是一个理想化模型，之所以要引入质点是为了研究问题的方便．一个物体能否视为质点，关键是物体的形状和大小对所研究的问题是否为次要因素，是否可以忽略，即大的物体不一定不可以视为质点，小的物体也不一定能视为质点，故只有D正确．[答案] D关键能力2 质点的判断(2019·某某高一检测)2018年08月18日至2018年09月02日第18届亚洲运动会在印度尼西亚雅加达举行，在以下几个亚运会比赛项目中，研究对象可视为质点的是( ) A．在撑杆跳高比赛中研究运动员手中的支撑杆在支撑地面过程中的转动情况时B．确定马拉松运动员在比赛中的位置时C．跆拳道比赛中研究运动员动作时D．乒乓球比赛中研究乒乓球的旋转时[思路点拨] (1)明确各项比赛的基本特点．(2)明确物体的形状或大小对研究的问题是否有影响．[解析] 能否把某物体视为质点，关键要看忽略物体的大小和形状后，对所研究的问题是否有影响．显然A、C、D项中的研究对象的大小和形状忽略后，所研究的问题将无法继续，故A、C、D项不符合题意；而B项中的研究对象的大小和形状忽略后，所研究的问题不受影响，故B项符合题意．[答案] B物体能否看成质点的判断方法(1)确定问题的性质，即题中关注的要素是什么，分析、求解的物理量是什么．(2)假设物体的形状、大小被忽略，思考要求解的物理量、关注的要素是否受影响．若不受影响，物体就能被看成质点；若受影响，则物体不能被看成质点．【达标练习】1．(多选)关于质点，以下说法正确的是( )A．质点就是很小的物体，如小球、分子、原子等B．描绘航空母舰在海洋中的运动轨迹时，航空母舰可看成质点C．一山路转弯处较狭窄，司机下车实地察看，判断汽车是否能安全通过，此时在司机看来汽车是一个质点D．体积很大的物体有时也能看成质点解析：选BD.当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时，我们就可以把它看成质点，与体积大小无关，很小的物体它的体积不一定能够忽略，不一定能看成质点，如原子的质量很小，在研究原子内部结构的时候是不能看成质点的，故A错误；描绘航空母舰在海洋中的运动轨迹时，航空母舰可看成质点，故B正确；判断汽车是否能安全通过时，汽车的大小不能忽略，不能看成质点，故C错误；体积很大的物体有时也能看成质点，比如研究地球的公转时可以把地球看成质点，故D正确．2．观察下列的四幅图，对图中各运动物体的描述正确的是( )A．图①中研究投出的篮球的运动路径时不能将篮球看成质点B．图②中观众欣赏体操表演时不能将运动员看成质点C．图③中研究地球绕太阳公转时不能将地球看成质点D．图④中研究子弹射穿苹果的时间时可将子弹看成质点解析：选B.在研究篮球的运动路径和绕太阳公转的地球时，篮球和地球的大小、形状是次要因素，可以将它们看成质点；观众在欣赏体操表演和研究子弹射穿苹果的时间时，运动员和子弹的大小、形状不能被忽略，不能看成质点，综上所述应选择B.位移和路程[学生用书P8]问题导引1．如图所示，某旅行者从到某某，他有三种出行方案：(1)乘高铁直达；(2)乘飞机直达；(3)先乘汽车到某某，再换乘轮船到某某．三种方案的路程是否相同？位移是否相同？2．小明同学乘坐出租车从家门口去了学校，由于忘带物品又乘出租车返回家门口，准备支付出租车费时，他和司机师傅开玩笑说：“我乘坐出租车的位移为零，因此不需要支付车费”．关于小明的说法你怎么评价？，但位移相同，即都是从到某某，初位置、末位置一样．2．小明说乘坐出租车的位移为零是正确的，但其路程不为零，他应该按乘坐出租车的来回路程支付车费．【核心深化】1．位移和路程物理量位移路程定义物体由起点指向终点的有向线段物体运动轨迹的长度意义表示位置的变化表示物体运动的实际路径性质矢量标量图示物体沿不同路径从A运动到B位移相同，路程不同只有在单向直线运动中，位移的大小才等于路程，通常是路程大于位移的大关系小位移可用坐标轴上的一段有向线段来表示．图中物体从A位置到B位置的位移s可用有向线段AB表示，且s＝x2－x1.物体的位置与位移是不同的，位置与坐标轴上的点相对应，位移与坐标轴上的有向线段相对应，要严格加以区分．关键能力1 位移、路程的辨析关于质点的位移和路程，下列说法中正确的是( )A．位移是矢量，位移的方向即质点运动的方向B．位移的大小不会比路程大C．路程是标量，即位移的大小D．当质点做直线运动时，路程等于位移的大小[解析]位移是矢量，其大小等于从初位置指向末位置的有向线段的长度，其方向由初位置指向末位置，而不是质点运动的方向，A 错．位移的大小是初位置到末位置的线段的长度，而当物体从初位置运动到末位置时，运动轨迹可能是直线，也可能是曲线．如质点沿曲线ABC 从A 点到达C 点，路程是曲线ABC 的长度，而位移大小是线段AC 的长度，方向由A 指向C (如图甲)．同样，质点沿直线从A 点经B 点到C 点，又从C 点折回B 点，质点通过的路程是线段AC 的长度加CB 的长度，而质点的位移的大小是线段AB 的长度，方向由A 指向B (如图乙)，故B 对、C 错．只有在质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程，D 错．[答案] B关键能力2 位移、路程的计算如图所示，半径为R 的大圆中有两个直径为R 的半圆．物体从A 点出发沿曲线ABCOADC 行进．求：(1)物体从A 点第一次走到O 点时的位移的大小和方向．(2)物体从A 点第一次走到D 点时的位移和路程．[解析] (1)从A 点第一次走到O 点时的位移的大小等于线段AO 的长度，即x 1＝R .位移的方向为由北指向南．(2)从A 点第一次走到D 点时的位移的大小等于线段AD 的长度，即x 2＝2R .位移的方向为东偏南45°.从A 点第一次走到D 点时的路程等于整个运动轨迹的长度，即s ＝34×2πR ＋2π×R2πR . [答案] (1)R 由北指向南(2)2R ，方向为东偏南45°πR(1)位移和路程是两个不同的概念，不论什么情况下，不能说位移就是路程．(2)路程为零，位移一定为零；位移为零，路程不一定为零．(3)在曲线运动中，位移的大小一定小于路程，只有在单向直线运动中，位移的大小才等于路程，不论在何种运动中位移的大小都不会大于路程．(4)位移是矢量，位移的计算要注意方向的描述．【达标练习】1．如图所示，物体沿两个半径为R的半圆弧由A到C，则它的位移和路程分别是( )A．4R2πR B．4R，向东2πR，向东C．4πR，向东4R D．4R，向东2πR解析：选D.物体的路程为运动轨迹的长度l＝2πR，位移为由A指向C的有向线段，方向向东，大小s＝4R，选项D正确．2．(2019·某某高一检测)如图所示，某人沿着倾角为45°的楼梯从一楼A位置走到了二楼B位置，如果楼梯间的宽度为L，则人的位移和路程大小分别为( )A．2L，5L B．2L，(1＋22)LC.5L，2L D．5L，(1＋22)L解析：选D.由A到B的水平位移为L，竖直位移为2L，因此总的位移为L2＋（2L）2＝5 L；人的路程为运动轨迹的总长度，所以路程为：L＋2L2＋L2＝L＋22L，故D正确，A、B、C错误．位移－时间(s－t)图像[学生用书P9]【核心深化】1．坐标轴的物理意义：通常以横坐标表示时间，以纵坐标表示位移．2．坐标轴的正方向就是位移的正方向：如图中甲在0～t3时间内位移为正，t3以后位移为负．而乙在整个运动过程中位移始终为正，位移的正、负表示方向，位移为正时与正方向相同，位移为负时与正方向相反．3．图像反映运动物体的位移随时间变化的规律，而不是物体运动的轨迹，图中甲、乙均做直线运动．4．对图像的四点说明(1)纵截距：表示初始时刻离坐标原点的距离．(2)横截距：表示物体位移为零的时刻．(3)两图像的交点：表示两物体同时处在同一位置(即相遇)．(4)图像斜率的正、负：表示物体运动的方向．①斜率为正表示物体向正方向运动．②斜率为负表示物体向负方向运动．(多选)(2019·某某某某高一月考)如图是甲、乙两物体在同一直线上运动的s－t 图像，以甲的出发点为原点，出发时间为计时起点，则( )A．乙比甲先出发B．甲、乙同时出发C．甲、乙从同一位置出发D．甲在途中停了一段时间，而乙没有停止[解析] 由图像可知，两物体同时出发，故B正确，A错误；甲出发时，甲的位置坐标为0，乙的位置坐标为s0，知乙在甲的前面s0处，故C错误；甲先做匀速直线运动，然后停止一段时间，又做匀速直线运动，而乙一直做匀速直线运动，故D正确．[答案] BD(1)s－t图像表示物体位移随时间变化的情况，不是运动轨迹．(2)s－t图像只能表示位移的两个方向，即正方向或负方向，所以s－t图像一定表示直线运动．(3)s－t图像的斜率的正、负表示物体的运动方向．(4)s－t图像是倾斜直线表示匀速运动，图像为曲线表示变速运动，而不是曲线运动．甲、乙、丙三质点做直线运动的s－t图像如图所示，则在0～t0这段时间内，下列说法中正确的是( )A．质点甲的路程大于质点丙的路程，质点丙的路程又大于质点乙的路程B．三质点的路程大小相等C．三质点的位移大小相等D．三质点的平均速度不相等解析：选C.质点甲先沿正方向运动后返回，其路程最大，质点丙做变速运动，速度逐渐增大，质点乙做匀速运动，质点丙的路程等于质点乙的路程，故A、B错误．由图像可知甲、乙、丙三质点在0～t0这段时间内的位移相等，时间也相等，所以平均速度也相等，故D错误，C正确．[随堂检测][学生用书P10]1．关于位移和路程，下列说法正确的是( )A．位移和路程大小总是相等的；区别是位移有方向，路程无方向B．位移是用来描述直线运动的，路程是用来描述曲线运动的C．位移是矢量，它取决于物体的始末位置；路程是标量，它取决于物体实际通过的路线D．位移和路程是一回事解析：选C.重点是区分位移与路程的定义．位移与路程都可以描述物体的运动，但位移是物体从初位置到末位置的有向线段，有方向，是矢量．路程是物体实际运动轨迹的长度，无方向，是标量．2．(2019·某某高一检测)关于矢量和标量，下列说法中正确的是( )A．矢量既有方向又有大小，它的运算规律是算术加法B．标量只有方向没有大小，它的运算规律是算术加法C．－10 m的位移比5 m的位移小D．－10 ℃比5 ℃的温度低解析：选D.矢量既有方向又有大小，它的运算规律与算术加法不同，选项A错误；标量只有大小没有方向，它的运算规律是算术加法，选项B错误；比较位移大小要比较所给量值的绝对值，故－10 m的位移比5 m的位移大，选项C错误；－10 ℃低于0 ℃，5 ℃高于0 ℃，所以－10 ℃比5 ℃的温度低，选项D正确．[课时作业][学生用书P111(单独成册)]一、单项选择题1．“翼龙Ⅱ”无人机是中国自主研制的一款先进的无人机，如图所示是正在飞行的无人机．一无人机在某次测试中往返飞行了850 km，用时72 min，这两个数据分别指( )A．位移、时间B．路程、时间C．位移、时刻D．路程、时刻解析：选B.850 km指路程，72 min指的是时间间隔，有时称为时间．2．(2019·潍坊高一检测)2019年1月14日，在伦敦举行的2019 世界斯诺克大师赛首轮比赛中，中国选手丁俊晖以6比1战胜英国选手利索斯基，晋级下一轮．下列关于台球的说法中正确的有( )A．因为台球比较小，所以一定可以把它看成质点B．丁俊晖在击球时可以把台球看成质点C．解说员在解说进球路线时可以把台球看成质点D．丁俊晖在分析进球路线时可以把台球看成质点解析：选C.物体能否看成质点，要看物体的大小和形状在所研究的问题中起主要作用还是起次要作用，故A错误；丁俊晖在击球时，需要考虑球的旋转情况，因此不能把台球看成质点，故B错误；而解说员在解说进球路线时只需说明球的行进轨迹，因此可以把台球看成质点，故C正确；而丁俊晖在分析进球路线时需要考虑球的旋转情况对路线的影响，因此不可以把台球看成质点，故D错误．3．关于路程和位移，下列说法中正确的是( )A．物体沿直线运动，通过的路程就是位移B．几个物体有相同位移时，它们的路程也一定相同C．几个运动物体通过的路程不等，但它们的位移可能相同D．物体通过的路程不等于零，其位移也一定不等于零解析：选C.物体沿直线运动且不改变方向时路程和位移的大小相等，选项A错误；几个物体位移相同，路径不同，路程不一定相同；路程不等，但初、末位置相同，位移相同，故选项B错误，C正确；物体沿圆周运动一周回到初发点，路程不等于零，但位移等于零，故选项D错误．4．对于下列体育比赛项目的说法正确的是( )A．运动员铅球成绩为4.50 m，指的是位移大小为4.50 mB．足球比赛挑边时，上抛的硬币落回地面猜测正反面，该硬币可以看成质点C．某场篮球比赛打了两个加时赛，共需10 min，指的是时刻D．运动员跑完800 m比赛，指的是路程大小为800 m解析：选D.运动员铅球成绩为4.50 m，指的是水平方向上的位移，A错误；因为质点没有正反面，所以在猜正反面时，硬币不能看成质点，B错误；10 min指的是一段过程，为时间，而时刻指的是一瞬间，C错误；运动员跑完800 m比赛，指的是路程大小，D正确．5．(2019·威海高一检测)2018 年8月30日，中国选手X灵玲在亚运会蹦床女子决赛中获得冠军．蹦床是运动员在一X绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目．若X灵玲是从离水平网面3.0 m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面4.6 m高处，再下来，又上升到5.4 m处．这一过程的位移和路程分别是( )A．位移为2.4 m，方向竖直向下，路程为2.4 mB．位移为17.6 m，方向竖直向上，路程为17.6 mC．位移为2.4 m，方向竖直向上，路程为17.6 mD．位移为2.4 m，方向竖直向下，路程为17.6 m解析：选C.由于位移只与初末位置有关，取竖直向下为坐标轴的正方向，离水平网面3.0 m高处的下落点为坐标原点，则初位置坐标x1＝0，末位置坐标x2＝－2.4 m，所以位移为x＝x2－x1＝－2.4 m－0＝－2.4 m，负号表示位移方向竖直向上．因为路程与路径有关，所以路程为s＝3.0 m＋4.6 m＋4.6 m＋5.4 m＝17.6 m，故C正确．6．(2019·某某高一检测)如图所示，一小球在光滑的V形槽中由A点释放，经B点(与B 点碰撞所用时间不计)到达与A点等高的C点，设A点的高度为1 m，则全过程中小球通过的路程和位移大小分别为( )A.233m ，233m B ．233m ，433m C.433m ，233m D ．433m ，1 m 解析：选C.位移大小等于AC 的直线距离，大小为 1 m sin 60°＝233m ．路程等于 1 m sin 60°＋1 m sin 60°＝433m. 二、多项选择题7．(2019·某某高一期中)下列关于质点的说法正确的是( )A ．研究踢出去的足球的运动轨迹时，可以把足球看成质点B ．研究乒乓球运动员如何打出漂亮的弧圈球时，可以把乒乓球看成质点C ．研究校运动会上小明同学优美而标准的跳高动作时，不能把他看成质点D ．研究“复兴号”列车从南站开往某某虹桥站的运动时，可以把列车看成质点解析：选ACD.研究踢出去的足球的运动轨迹时，可以不考虑足球的形状和大小，选项A 正确；如果将乒乓球视为质点，就无法研究弧圈球的技术问题了，选项B 错误；研究跳高动作时，不可将运动员小明视为质点，选项C 正确；“复兴号”列车的长度与到某某的距离相比小的多，可以将列车视为质点，选项D 正确．8．下列有关矢量和标量的说法正确的是( )A ．位移、时间都是标量B ．位移是矢量，时间是标量C ．物体先向东运动3 m ，再向北运动2 m ，物体的总位移是5 mD ．物体先向东运动3 s ，再向北运动2 s ，物体的总运动时间是5 s解析：选BD.位移是矢量，时间是标量，故A 错误，B 正确．物体先向东运动3 m ，再向北运动2 m ，根据三角形知识可得，物体的总位移是s ＝32＋22m ＝13m ，故C 错误．物体先向东运动3 s ，再向北运动2 s ，物体的总运动时间是t ＝3 s ＋2 s ＝5 s ，故D 正确．9．(2019·某某高一检测)下列情况指的是位移大小的是( )A ．机动车里程表上显示的千米数B ．标准田径场跑道的周长为400 mC．乘飞机由到某某的直线距离约为1 080 kmD．计量跳远运动员的比赛成绩解析：选CD.机动车里程表上显示的千米数是根据车轮所走过的路程累计的，所以为路程．标准田径场跑道的周长为400 m，指的是一圈的长度，所以也为路程．乘飞机由到某某，虽然飞机做的不一定是直线运动，但这里说的是由到某某的直线距离约为1 080 km，所以指的是位移的大小．计量跳远运动员的比赛成绩时，就是将运动员起跳时的位置和落地时的位置之间的距离测量出来，所以是位移的大小．10．(2019·某某高一检测)一物体做直线运动，在如图所示的位移坐标轴上O、x1、x2、…、x n－1、x n分别为物体在开始和第1 s末、第2 s末、……、第(n－1)s末、第n s末的位置，则下述说法中正确的是( )A．Ox1为第2 s内的位移，方向由O指向x1B．Ox n－1为(n－1)s内的位移，方向由O指向x n－1C．x2x n为前2n s内的位移，方向由x2指向x nD．x n－1x n为第n s内的位移，方向由x n－1指向x n解析：选BD.题中O、x1、x2、…、x n－1、x n分别为不同位置，分别与各个时刻对应，而题中选项所列位移均与时间对应，故要深刻理解和区别时间与时刻、位移与位置．针对位移这一概念，要对应这一段时间，找好它的初位置、末位置，并画出这一过程的有向线段，才能做出正确的选择．11．某质点沿一直线运动的s－t图像如图所示，关于该质点的运动情况，下列说法中不正确的是( )A．质点先上坡，后走平路，再下坡B．质点先做匀速直线运动，接着停了一会儿，后来做反向匀速直线运动C．2 s末质点的位移为零，前2 s内位移为负值，2～8 s内位移为正值，所以2 s末质点改变了运动方向D．0～2 s内质点的位移为零，0～4 s内质点的位移为0.2 m解析：选ACD.s－t图像不是物体的运动轨迹，A错误；根据s－t图像，质点在0～4 s。

鲁科版选择性必修第一册全册学案第一章动量及其守恒定律 (1)第1节动量和动量定理 (1)第2节动量守恒定律及其应用 (12)第3节科学验证：动量守恒定律 (25)第4节弹性碰撞与非弹性碰撞 (34)章末总结 (44)第二章机械振动 (50)第1节简谐运动 (50)第2节振动的描述 (57)第3节单摆 (67)第4节科学测量：用单摆测量重力加速度 (76)第5节生活中的振动 (86)章末总结 (96)第三章机械波 (100)第1节波的形成和描述 (100)第2节波的反射和折射 (114)第3节波的干涉和衍射 (125)第4节多普勒效应及其应用 (125)章末总结 (135)第四章光的折射和全反射 (140)第1节光的折射 (140)第2节科学测量：玻璃的折射率 (148)第3节光的全反射 (156)第4节光导纤维及其应用 (156)第五章光的干涉、衍射和偏振 (166)第1节光的干涉 (166)第2节科学测量：用双缝干涉测光的波长 (177)第3节光的衍射 (184)第4节光的偏振 (191)第5节激光与全息照相 (191)章末总结 (198)第一章动量及其守恒定律第1节动量和动量定理学习目标：1.[物理观念]理解动量的概念，知道动量和动量的变化量均为矢量；会计算一维情况下的动量变化量．2.[物理观念]理解冲量的概念，知道冲量是矢量．3.[科学思维]理解动量定理的确切含义及其表达式；会运用动量定理解决实际问题．4.[科学态度与责任]会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活现象．一、动量1．动量(1)定义：物体的质量和速度的乘积．(2)公式：p＝m v.(3)单位：动量的单位是kg·m/s.(4)矢量性：动量是矢量，它的方向与物体速度的方向相同，动量运算遵循平行四边形定则．2．动量的变化量(1)定义：物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差(也是矢量)，Δp＝p2－p1(矢量式)．(2)计算：动量始终保持在一条直线上时，首先选定一个正方向，与正方向相同的动量取为正，与正方向相反的动量取为负，由此可将矢量运算简化为代数运算(此时的正、负号仅代表方向，不代表大小)．二、动量定理1．冲量(1)概念：力和力的作用时间的乘积．(2)公式：I＝Ft.(3)单位：冲量的单位是N·s.2．动量定理(1)内容：物体在一过程中所受合外力的冲量等于该物体在此过程中动量的变化量．(2)公式：Ft＝m v2－m v1.(3)牛顿第二定律的另一种表述：作用在物体上的合外力等于物体动量的变化率，即F＝m v2－m v1t，从该式可以看出：当物体动量的变化量一定时，力作用时间越短，作用力越大；力作用时间越长，作用力越小．三、碰撞与缓冲的实例分析1．利用碰撞产生的强大冲击力对外做功．例如，冲床冲压工件时，由于冲头动量变化大且冲头与工件的碰撞时间很短，在冲头与工件间产生很大的作用力．2．延长作用力的作用时间．汽车上的驾乘人员都必须系上安全带，万一出现事故，这些设施可以起到缓冲作用，减轻事故对车内人员的伤害．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)某物体的速度大小不变，动量一定不变．(×)(2)物体的质量越大，动量一定越大．(×)(3)恒力的作用时间越长，冲量越大．(√)(4)物体动量的变化量一定时，力作用时间越短，作用力越大．(√)2．关于物体的动量，下列说法中正确的是()A．运动物体在任一时刻的动量方向，一定是该时刻的速度方向B．物体的动能不变，其动量一定不变C．物体的动量越大，其惯性一定越大D．物体的动能发生变化时，其动量不一定发生变化A[动量具有瞬时性，任一时刻物体动量的方向，即为该时刻物体的速度方向，选项A正确；动能不变，若速度方向变化，动量也发生了变化，选项B项错误．惯性由物体质量决定，物体的动量越大，其质量并不一定越大，惯性也不一定越大，选项C错误．物体的动能发生变化时，物体的速度大小一定发生变化，故其动量也一定发生变化，选项D错误．]3．关于冲量，下列说法正确的是()A．物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化B．作用在静止的物体上的力的冲量一定为零C．动量越大的物体受到的冲量越大D．冲量的方向就是物体运动的方向A[物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，A正确；只要有力作用在物体上，经历一段时间，这个力便有了冲量I＝Ft，与物体处于什么状态无关，B错误；物体所受冲量I＝Ft与物体动量的大小p＝m v无关，C错误；冲量的方向与物体运动方向无关，D错误．]考点1动量和冲量正在玩旋转秋千的游客，他的每一时刻的动量相同吗？每一时刻的动能相同吗？提示：游客做匀速圆周运动，速度的方向时刻改变，所以动量时刻变化；速度的大小不变，所以动能不变．(1)瞬时性：通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量，动量的大小可用p＝m v表示．(2)矢量性：动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同．(3)相对性：因物体的速度与参考系的选取有关，故物体的动量也与参考系的选取有关．2．动量的变化量：是矢量，其表达式Δp＝p2－p1为矢量式，运算遵循平行四边形定则，当p2、p1在同一条直线上时，可规定正方向，将矢量运算转化为代数运算．3．冲量的性质(1)过程量：冲量描述的是力的作用对时间的积累效应，取决于力和时间这两个因素，所以求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量．(2)矢量性：冲量的方向与力的方向相同，与相应时间内物体动量变化量的方向相同．4．冲量的计算(1)若物体受到恒力的作用，力的冲量的数值等于力与作用时间的乘积，冲量的方向与恒力方向一致；若力为同一方向均匀变化的力，该力的冲量可以用平均力计算；若力为一般变力，则不能直接计算冲量．(2)若知F－t图像，图线与时间轴围成的面积就是力的冲量．如图所示．(3)冲量的计算公式I＝Ft既适用于计算某个恒力的冲量，又可以计算合力的冲量．如果计算分力的冲量，必须明确是哪个分力的冲量；若计算合力的冲量，一个物体的动量变化Δp与合力的冲量具有等效代换关系．【例1】(多选)质量相等的A、B两个物体，沿着倾角分别是α和β的两个光滑的固定斜面，由静止从同一高度h2下滑到同样的另一高度h1，如图所示，则A、B两物体()A．滑到h1高度时的动量相同B．滑到h1高度时的动能相等C．由h2滑到h1的过程中物体动量变化相同D．由h2滑到h1的过程中物体动能变化相等思路点拨：解此题注意两点：(1)动量及动量的变化量是矢量．(2)动能及动能的变化量是标量．BD[两物体由h2下滑到h1高度的过程中，机械能守恒，mg(h2－h1)＝12m v2，v＝2g(h2－h1)，物体下滑到h1处时，速度的大小相等，由于α不等于β，速度的方向不同，由此可判断，物体在h1高度处动能相同，动量不相同．物体运动过程中动量的变化量不同，而物体动能的变化量相等，B、D正确．]动量和动能的比较[跟进训练]训练角度1动量的理解1．(多选)下列关于动量的说法中，正确的是()A．做匀速圆周运动的物体，其动量不变B．一个物体的速率改变，它的动量一定改变C．一个物体的运动状态变化，它的动量一定改变D．一个物体的动量不变，它的速度可以改变BC[做匀速圆周运动的物体速度的方向时刻变化，所以动量时刻变化，A错；速度的大小、方向有一个量发生变化都认为速度变化，动量也变化，B对；运动状态变化即速度发生变化，C对；对一个物体来说，其质量一定，由p＝m v可知，其动量不变，速度也一定不变，故D错．]训练角度2动量变化量的计算2．一台自动传送盘，盘上离转轴0.5 m处有一质量为0.5 kg的零件，随盘做匀速圆周运动，则当盘以角速度为2 rad/s转过180°的过程中，零件动量的变化量大小为()A．0.25 kg·m/s B．0.5 kg·m/sC．1 kg·m/s D．2 kg·m/sC[零件动量的变化量大小为Δp＝m v2－m v1＝2mωr＝2×0.5×2×0.5 kg·m/s ＝1 kg·m/s，故选项C正确．]训练角度3冲量的理解和计算3．重为4 N的物体，静止在倾角为30°的斜面上，在5 s内，关于重力对物体的冲量的说法正确的是()A．重力的冲量为零B．重力的冲量为10 N·sC．重力的冲量为20 N·sD．重力的冲量与摩擦力的冲量相等C[物体重为4 N，在5 s内，重力的冲量为：I1＝Gt＝4×5 N·s＝20 N·s故A、B错误，C正确；物体受重力、支持力和摩擦力，三力平衡，摩擦力为f＝mg sin 30°＝2 N故5 s内摩擦力的冲量为：I2＝ft＝2×5 N·s＝10 N·s故重力的冲量大于摩擦力的冲量，故D错误．]考点2：动量定理体操运动员从高处跳到低处时，为了安全，一般都要屈腿(如图所示)，这样做是为什么？提示：人落地过程中动量的变化一定，屈腿下蹲延缓了人落地时动量变化所用的时间，依动量定理可知，这样就减小了地面对人的冲力．(1)动量定理的表达式m v′－m v＝F·Δt是矢量式，等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义．(2)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因．(3)公式中的F是物体所受的合外力，若合外力是变力，则F应是合外力在作用时间内的平均值．2．动量定理的应用(1)定性分析有关现象：①物体的动量变化量一定时，力的作用时间越短，力就越大；力的作用时间越长，力就越小．②作用力一定时，力的作用时间越长，动量变化量越大；力的作用时间越短，动量变化量越小．(2)应用动量定理定量计算的一般步骤：①选定研究对象，明确运动过程．②进行受力分析和运动的初、末状态分析．③选定正方向，根据动量定理列方程求解．【例2】用0.5 kg的铁锤把钉子钉进木头里，打击时铁锤的速度v＝4.0 m/s，如果打击后铁锤的速度变为0，打击的作用时间是0.01 s，那么：(1)不计铁锤受的重力，铁锤钉钉子时，钉子受到的平均作用力是多大？(2)考虑铁锤受的重力，铁锤钉钉子时，钉子受到的平均作用力又是多大？(g 取10 m/s2)(3)比较(1)和(2)，讨论是否要忽略铁锤的重力．思路点拨：对铁锤，根据受力情况应用动量定理可以求出铁锤对钉子的作用力；由前2问的结论，分析哪种情况下可以不计铁锤的重力．[解析](1)以铁锤为研究对象，不计重力时，只受钉子的作用力，方向竖直向上，设为F1，取竖直向上为正，由动量定理可得F1t＝0－m(－v)所以F 1＝0－0.5×(－4.0)0.01N ＝200 N ，方向竖直向上． 由牛顿第三定律知，铁锤钉钉子的作用力为200 N ，方向竖直向下．(2)若考虑重力，设此时受钉子的作用力为F 2，对铁锤应用动量定理，取竖直向上为正．(F 2－mg )t ＝0－m (－v )F 2＝－0.5×(－4.0)0.01N ＋0.5×10 N ＝205 N ，方向竖直向上． 由牛顿第三定律知，此时铁锤钉钉子的作用力为205 N ，方向竖直向下．(3)比较F 1与F 2，其相对误差为|F 2－F 1|F 1×100%＝2.5%，可见本题中铁锤的重力可忽略．[答案] (1)200 N (2)205 N (3)见解析应用动量定理的四点注意事项(1)明确物体受到冲量作用的结果是导致物体动量的变化．冲量和动量都是矢量，它们的加、减运算都遵循平行四边形定则．(2)列方程前首先要选取正方向，与规定的正方向一致的力或动量取正值，反之取负值，而不能只关注力或动量数值的大小．(3)分析速度时一定要选取同一个参考系，未加说明时一般是选地面为参考系，同一道题目中一般不要选取不同的参考系．(4)公式中的冲量应是合外力的冲量，求动量的变化量时要严格按公式，且要注意是末动量减去初动量．[跟进训练]训练角度1 定性分析现象4．如图所示，突发交通事故时，车内正面的安全气囊弹出．弹出安全气囊可以( )A．增大事故突发时人的惯性B．减小事故突发时人的惯性C．增大事故突发时由于撞击对人的伤害D．减小事故突发时由于撞击对人的伤害D[惯性是物体的固有属性，其大小只与质量有关，故安全气囊弹出不会改变人的惯性，故A、B错误；安全气囊弹出后可以延长撞击时间，从而减小作用力，减小事故突发时由于撞击对人的伤害，故C错误，D正确．]训练角度2定量计算5．最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展．若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为()A．1.6×102 kg B．1.6×103 kgC．1.6×105 kg D．1.6×106 kgB[根据动量定理有FΔt＝Δm v－0，解得ΔmΔt＝Fv＝1.6×103 kg/s，所以选项B正确．]1．物理观念：动量、冲量概念、动量的变化．2．科学思维：动量定理．3．科学态度与责任：解释碰撞、缓冲等现象.当堂演练1．(多选)关于物体的动量，下列说法正确的是()A．物体的动量越大，其惯性也越大B．物体的速度方向改变，其动量一定改变C．同一参考系中，动量相同的物体，运动方向一定相同D．运动的物体在任一时刻的动量方向一定与该时刻的加速度方向相同BC[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，惯性也就不一定大，A错误；动量的方向与速度的方向相同，与加速度方向无关，物体的速度方向改变，其动量一定改变，B正确，D错误；动量相同指动量的大小和方向均相同，而动量的方向与物体运动的方向相同，故同一参考系中，动量相同的物体运动方向一定相同，C正确．]2．静止在光滑水平面上的两物块通过一根细线相连，中间夹着一根压缩了的轻弹簧(与两物块均不拴接)，如图所示，A物块的质量是B物块质量的2倍．现烧断细线，在弹簧弹开两物块的过程中，用I A、I B分别表示弹簧对A、B两物块的冲量大小，则()A．I A＝I B B．I A＝2I BC．2I A＝I B D．3I A＝I BA[烧断细线后在弹簧弹开两个物块的过程中，A、B所受的弹簧弹力大小相等、作用时间t相等，则由I＝Ft知：I A＝I B，故A正确，B、C、D错误．故选A.] 3．如图所示，小明在演示惯性现象时，将一杯水放在桌边，杯下压一张纸条．若缓慢拉动纸条，发现杯子会出现滑落；当他快速拉动纸条时，发现杯子并没有滑落．对于这个实验，下列说法正确的是()A．缓慢拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较小B．快速拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较大C．为使杯子不滑落，杯子与纸条间的动摩擦因数应尽量大一些D．为使杯子不滑落，杯子与桌面间的动摩擦因数应尽量大一些D[在缓慢拉动和快速拉动纸条的过程中，杯子受到的摩擦力均为滑动摩擦力，大小相等，但快速拉动时，纸条与杯子作用时间短，此时摩擦力对杯子的冲量小，由I＝Δp可知，杯子增加的动量较小，因此杯子没有滑落，缓慢拉动时，摩擦力对杯子的冲量大，杯子增加的动量大，杯子会出现滑落，A、B错误；为使杯子不滑落，摩擦力对杯子的冲量应尽量小一些，杯子与纸条间的动摩擦因数应尽量小一些，选项C错误；杯子与桌面间的动摩擦因数较大时，杯子在桌面上做减速运动的加速度较大，则滑动的距离较小，杯子不容易滑落，选项D正确．]4．质量为0.2 kg 的小球竖直下落，以6 m/s 的速度碰触地面，再以4 m/s 的速度反向弹回．取竖直向上为正方向，在小球与地面接触的时间内，关于小球动量的变化量Δp 和合力冲量ΔI 下列说法正确的是( )A ．Δp ＝2 kg·m/sB ．Δp ＝－2 kg·m/sC ．ΔI ＝0.4 kg·m/sD ．ΔI ＝－0.4 kg·m/sA [取竖直向上方向为正方向，则小球与地面碰撞过程中动量的变化为：Δp ＝m v 2－(－m v 1)＝0.2×(6＋4) kg·m/s ＝2 kg·m/s ，方向竖直向上，故A 正确，B 错误．根据动量定理可知，合力的冲量等于动量的变化，可知ΔI ＝Δp ＝2 kg·m/s ，C 、D 错误．]5．如图所示，一个质量为50 kg 的运动员进行蹦床运动表演，从离水平网面3.2 m 高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0 m 高处．已知运动员与网接触的时间为0.5 s ，g 取10 m/s 2.(1)求运动员从开始下落到与网接触前，重力的冲量大小；(2)求运动员从接触网到离开网，网对运动员的平均作用力大小．[解析] (1)由h ＝12gt 2得t ＝0.8 s由I ＝mgt 得I ＝400 N·s.(2)由v 21＝2gh 1得v 1＝8 m/s由v 22＝2gh 2得v 2＝10 m/s设竖直向下为正方向由(mg －F )t ′＝－m v 2－m v 1得F ＝2 300 N[答案] (1)400 N·s (2)2 300 N第2节动量守恒定律及其应用学习目标：1.[物理观念]知道牛顿运动定律和动量守恒定律的关系，能用牛顿运动定律推导动量守恒定律．2.[科学思维]理解动量守恒定律的确切含义和表达式．会运用动量守恒定律解决实际问题．3.[科学态度与责任]知道什么是反冲运动，了解它在实际中的简单应用．4.[科学态度与责任]了解火箭的飞行原理和主要用途．一、动量守恒定律1．动量守恒定律的内容：一个系统不受外力或者所受合外力为0时，这个系统的总动量保持不变．2．动量守恒定律的成立条件(1)系统不受外力的作用．(2)系统受外力作用，但合外力为零．(3)系统受外力的作用，合外力也不为零，但合外力远小于内力．这种情况严格地说只是动量近似守恒，但却是最常见的情况．(4)系统受外力，但在某一方向上合外力为零，则系统在这一方向上，动量守恒．3．动量守恒定律的表达式(1)p＝p′(系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′)．(2)Δp1＝－Δp2(相互作用的两个物体组成的系统，一个物体动量的变化量与另一个物体动量的变化量大小相等、方向相反)．(3)Δp＝0(系统总动量的增量为零)．(4)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′(相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和)．4．适用范围：动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一，不仅低速、宏观领域遵循这一规律，高速(接近光速)、微观(分子、原子的尺度)领域也遵循这一规律．二、反冲运动与火箭1．反冲运动根据动量守恒定律，一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某一个方向运动，另一部分向相反方向运动的现象．2．火箭(1)原理：火箭的飞行应用了反冲的原理，靠喷出气流的反作用来获得巨大速度．(2)影响火箭获得速度大小的因素：一是喷气速度，喷气速度越大，火箭能达到的速度越大；二是燃料质量越大，负荷越小，火箭能达到的速度也越大．3．反冲运动的应用和防止(1)灌溉喷水器、反击式水轮机、喷气式飞机、火箭等都是利用了反冲运动．(2)消防高压水枪、射击步枪等的反冲作用都必须采取措施加以防止．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)如果系统的机械能守恒，则动量不一定守恒．(√)(2)只要系统内存在摩擦力，动量不可能守恒．(×)(3)做匀速圆周运动的物体动量是守恒的．(×)(4)一切反冲现象都是有益的．(×)2．运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是() A．燃料推动空气，空气的反作用力推动火箭B．火箭发动机用力将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭C．火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭B[火箭的工作原理是利用反冲运动，是火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾喷管迅速喷出时使火箭获得反冲速度，故正确答案为选项B.] 3．A、B两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行，A质量为5 kg，速度大小为10 m/s，B质量为2 kg，速度大小为5 m/s，两者相碰后，A沿原方向运动，速度大小为4 m/s，则B的速度大小为()A．10 m/s B．20 m/sC．30 m/s D．40 m/sA[以A物体的速度方向为正方向．则v A＝10 m/s，v B＝－5 m/s，p＝p A＋p B ＝5×10 kg·m/s＋2×(－5) kg·m/s＝40 kg·m/s.碰撞后，由动量守恒定律得p＝m A v A′＋m B v B′，解得v B′＝10 m/s，与A的速度方向相同，故选项A正确．]考点1：动量守恒的判断在光滑的水平面上有一辆平板车，一个人站在车上用大锤敲打车的左端，如图所示．(1)人和大锤组成的系统动量守恒吗？(2)在连续敲打下，这辆车能否持续地向右运动？提示：(1)以人和大锤组成的系统为研究对象时，人受到平板车施加的摩擦力，系统所受合外力不为零，动量不守恒，地面光滑，以人、大锤和平板车为系统动量守恒．(2)当把锤头打下去时，锤头向右摆动，系统总动量要为零，车就向左运动；举起锤头时，锤头向左运动，车就向右运动．用锤头连续敲击时，车只是左右运动，一旦锤头不动，车就会停下来，所以车不能持续向右运动．动量守恒定律成立条件的四种情况：(1)系统不受外力作用，这是一种理想化的情形，如宇宙中两星球的碰撞，微观粒子间的碰撞都可视为这种情形．(2)系统受外力作用，但所受合外力为零．像光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形．(3)系统受外力作用，但当系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时，系统的总动量近似守恒．例如，抛出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间，弹片所受火药爆炸时的内力远大于其重力，重力完全可以忽略不计，系统的动量近似守恒．(4)系统受外力作用，所受的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒．【例1】(多选)下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是()A.在光滑水平面上，子弹射入木块的过程中B.剪断细线，弹簧恢复原长的过程C.两球匀速下降，细线断裂后，它们在水中运动的过程中D.木块沿光滑固定斜面由静止滑下的过程中AC[A图中，在光滑水平面上，子弹射入木块的过程中，系统所受外力之和为零，系统动量守恒，故A正确；B图中，剪断细线，弹簧恢复原长的过程中，墙壁对滑块有作用力，系统所受外力之和不为零，系统动量不守恒，故B错误；C 图中，木球与铁球组成的系统所受合力为零，系统动量守恒，故C正确；D图中，木块下滑过程中，斜面始终受挡板作用力，系统动量不守恒，故D错误．] [跟进训练]1．(多选)如图所示，小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱．关于上述过程，下列说法中正确的是()A．男孩和木箱组成的系统动量守恒B．小车与木箱组成的系统动量守恒C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量不同CD[在男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中，男孩和木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；小车与木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故B错误；男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故C正确；木箱、男孩、小车组成的系统动量守恒，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等，方向相反，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量不相同，故D正确．故选C、D.] 考点2：动量守恒定律的理解及应用三国演义“草船借箭”中(如图所示)，若草船的质量为m1，每支箭的质量为m，草船以速度v1返回时，对岸士兵万箭齐发，n支箭同时射中草船，箭的速度皆为v，方向与船行方向相同．由此，草船的速度会增加吗？这种现象如何解释？(不计水的阻力)提示：不计水的阻力，将船、箭视为一个系统，船与箭的作用过程系统动量守恒，以草船的速度方向为正方向，有m1v1＋nm v＝(m1＋nm)(v1＋Δv)，得Δv＝nmm1＋nm(v－v1)，所以草船的速度会增加nmm1＋nm(v－v1)．(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．(3)外力：系统外其他物体对系统的作用力．2．对“系统的总动量保持不变”的四点理解(1)系统的总动量指系统内各物体动量的矢量和；(2)总动量保持不变指的是大小和方向始终不变；(3)系统的总动量保持不变，但系统内每个物体的动量可能在不断变化；(4)系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等，不能误认为只是初、末两个状态的总动量相等．3．动量守恒定律的四个特性。

XX年高一物理必修一全册学案（鲁科版）本资料为woRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址第2节质点和位移学习目标:.知道位移的概念。

知道它是表示质点位置变动的物理量，知道它是矢量，可以用有向线段来表示。

2.知道路程和位移的区别。

学习重点:质点的概念位移的矢量性、概念。

学习难点:．对质点的理解。

2．位移和路程的区别.主要内容:一、质点：定义：用来代替物体的具有质量的点，叫做质点。

质点是一种科学的抽象，是在研究物体运动时，抓住主要因素，忽略次要因素，是对实际物体的近似，是一个理想化模型。

一个物体是否可以视为质点，要具体的研究情况具体分析。

二、路程和位移2．路程：质点实际运动轨迹的长度，它只有大小没有方向，是标量。

3．位移：是表示质点位置变动的物理量，有大小和方向，是矢量。

它是用一条自初始位置指向末位置的有向线段表示，位移的大小等于质点始末位置间的距离，位移的方向由初位置指向末位置，位移只取决于初末位置，与运动路径无关。

4.位移和路程的区别：5．一般来说，位移的大小不等于路程。

只有质点做方向不变的直线运动时大小才等于路程。

【例一】下列几种运动中的物体，可以看作质点的是（）A．研究从广州飞往北京时间时的飞机B．绕地轴做自转的地球c．绕太阳公转的地球D．研究在平直公路上行驶速度时的汽车【例二】中学的垒球场的内场是一个边长为16.77m的正方形，在它的四个角分别设本垒和一、二、三垒．一位球员击球后，由本垒经一垒、一垒二垒跑到三垒．他运动的路程是多大？位移是多大？位移的方向如何？课堂训练：．以下说法中正确的是（）A．两个物体通过的路程相同，则它们的位移的大小也一定相同。

B．两个物体通过的路程不相同，但位移的大小和方向可能相同。

c．一个物体在某一运动中，位移大小可能大于所通过的路程。

D．若物体做单一方向的直线运动，位移的大小就等于路程。

2．如图甲，一根细长的弹簧系着一个小球，放在光滑的桌面上．手握小球把弹簧拉长，放手后小球便左右来回运动，B为小球向右到达的最远位置．小球向右经过中间位置o时开始计时，其经过各点的时刻如图乙所示。

鲁教版⾼⼀物理必修⼀全册教案新课标鲁教版⾼⼀物理必修I全部教案⾼⼀物理 1 质点、参考系和坐标系【学习⽬标】1、理解质点的概念，知道它是⼀种科学的抽象，知道科学抽象是⼀种普遍的研究⽅法。

2、理解参考系的选取在物理中的作⽤，会根据实际情况选定参考系。

3、会⽤坐标系描述物体的位置和位置的变化。

【学习重点】1、理解质点的概念；2、从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念。

【学习难点】理解质点的概念【知识链接】雄鹰在空中翱翔，⾜球在绿茵场上飞滚，连静静的⼭川也在“坐地⽇⾏⼋万⾥”……，这些场景中哪些物体是在运动的？在物理学中，什么叫运动？我们⼜该如何去描述物体的运动呢？【学习内容】1、雄鹰在空中翱翔，⾜球在绿茵场上飞滚，连静静的⼭川也在“坐地⽇⾏⼋万⾥”……，请同学们思考回答：这些场景中哪些物体是在运动的？在物理学中，什么叫做机械运动？举例说明。

2、宇宙中的⼀切物体都在不停地运动，运动是宇宙间永恒的主题，也是⽇常⽣活中常见的现象，不同的⼈描述物体的运动的⽅式也不尽相同，你能举例说明吗？3、科学家应该怎样描绘物体的机械运动呢？即怎样地描述物体上各点的位置及其随时间的变化呢？请阅读书本Page9-10内容。

（1）地球在绕太阳公转时，地球同时⼜在⾃转，所以地球的各部分离太阳的远近在不断变化。

地球是⼀个庞然⼤物，直径约为12800km，与太阳相距1．5×108km，也就是说地球直径约是它与太阳距离的万分之⼀。

那么如果我们讨论地球的公转时应怎么看待地球？是否要考虑地球各部分的⾃转情况？如果不⽤考虑地球的⾃转情况，我们能否忽略地球的⼤⼩，把它视为⼀个绕太阳公转的点？（2）上述情况中，如果我们忽略地球的⼤⼩和形状把地球看作⼀个点时，那么我们能够忽略地球质量吗？（3）如果研究长途巴⼠由墟沟开往南京的时间，我们是否需要考虑公交车的车轮转动情况？公交车的外表颜⾊？此时，我们忽略公交车的形状及⼤⼩⽽把公交车视为在长长的公路上运动的点吗？如果能，我们能忽略公交车的质量吗？4、在研究某些实际问题时，为了使实际问题简化我们往往会抓住主要⽭盾，忽略次要⽭盾，尽可能把复杂问题简单化，是物理学上经常⽤到的⼀种研究问题的⽅法──科学抽象。

鲁科版高中物理必修1全册教案目录1《绪论--撩开物理学的神秘面纱》2.1《运动、空间和时间》2.2《质点和位移》22.3.1第三节《速度和加速度》（第1课时）2.3.2第三节《速度和加速度》（第2课时）3.1《匀变速直线运动的规律1》3.2匀变速直线运动的实验探究3.3《匀变速直线运动实例－自由落体》4.1《重力与重心》E4.2《形变与弹力》E4.3.1 摩擦力_第1课时（教师版）4.3.2 摩擦力_第2课时（教师版）5.1《力的合成》E5.2《力的分解》E5.3力的平衡（教师版）5.4__平衡条件的应用（教师版）6.1牛顿第一运动定律设计6.2《牛顿第二定律》6.3《牛顿第三定律》6.4《超重和失重》绪论——撩开物理学的神秘面纱一、教学目标知识与技能1．知道物理学的研究内容。

2．了解物理学与自然规律和社会规律的关系。

3．掌握学习物理学的方法。

4．了解高中物理的教材特点。

过程与方法1．通过具体事例了解物理学与自然规律和社会规律的关系。

2．动手做一些物理实验，增强学生的动手能力。

情感、态度与价值观1．观察自然界中的一些普遍现象，培养学生学习的兴趣与激情，感受自然规律的和谐与美妙，养成科学精神与科学态度。

2．了解社会中的前沿科技，培养学生热爱科学、关心科技发展、勇于探索的精神。

二、教学重难点1．使学生养成自主学习物理的能力。

2．让学生掌握一些学习物理的方法。

三、教学课时1课时四、教学手段讨论法，讲授法，多媒体演示法五、教学过程设计1．走进物理世界（一）、物理学与自然规律物理学是一门自然科学，它起始于伽利略和牛顿的年代，经过三个多世纪的发展，它已经成为一门有众多分支、令人尊敬和热爱的基础科学。

在远到宇宙深处，近至咫尺之间，大到广袤苍穹，小到微观粒子的浩瀚而又精细的时空中，物理学研究物质存在的基本形式以及它们的性质和运动规律，因此说物理学是关于“万物之理”的学问并不为过事例展示一满天星斗数不胜数，美丽而神秘。

鲁科版高一物理教案5篇编写教案的繁简，一般是有经验的教师写得简略些，而新教师写得详细些。

平行班用的同一课题的教案设计，根据上课班级学生的实际差异宜有所区别。

这里由小编给大家分享鲁科版高一物理教案，方便大家学习。

鲁科版高一物理教案篇1教学目标：1、理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱：变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。

了解变化的电场和磁场相互联系形成同一的电磁场。

2、了解电磁场在空间传播形成电磁波。

3、了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献。

体会两位科学家研究物理问题的思想方法。

教学过程：一、伟大的预言说明：法拉第发现电磁感应现象那年，麦克斯韦在苏格兰爱丁堡附近诞生，从小就表现出了惊人的数学和物理天赋，他从小热爱科学，喜欢思考，1854年从剑桥大学毕业后，精心研读了法拉第的著作，法拉第关于“场”和“力线”的思想深深吸引了麦克斯韦，但麦克斯韦也发现了法拉第定性描述的弱点，那就是不能定量的描述电场和磁场的关系。

因此，这位初出茅庐的科学家决定用他的数学才能来弥补。

1860年初秋，麦克斯韦特意去拜访法拉第，两人虽然在年龄上相差四十岁，在性情、爱好、特长方面也迥然各异，可是对物质世界的看法却产生了共鸣。

法拉第鼓励麦克斯韦：“你不应停留在数学解释我的观点”，而应该突破它。

说明：麦克斯韦学习了库仑、安培、奥斯特、法拉第、亨利的研究成果，结合了自己的创造性工作，最终建立了经典电磁场理论。

说明：法拉第电磁感应定律告诉我们：闭合线圈中的磁通量发生变化就能产生感应电流，我们知道电荷的定向移动形成电流，为什么会产生感应电流呢?一定是有了感应电场，因此，麦克斯韦认为，这个法拉第电磁感应的实质是变化的磁场产生电场，电路中的电荷就在这个电场的作用下做定向移动，产生了感应电流。

即使变化的磁场周围没有闭合电路，同样要产生电场。

变化的磁场产生电场，这是一个普遍规律说明：自然规律存在着对称性与和谐性，例如有作用力就有反作用力。

高一物理教案鲁科版5篇高一物理教案鲁科版篇1教学准备教学目标知识与技能1.知道时间和时刻的区别和联系.2.理解位移的概念，了解路程与位移的区别.3.知道标量和矢量，知道位移是矢量，时间、时刻和路程是标量.4.能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移.5.知道时刻与位置、时间与位移的对应关系.过程与方法1.围绕问题进行充分的讨论与交流，联系实际引出时间、时刻、位移、路程等，要使学生学会将抽象问题形象化的处理方法.2.会用坐标表示时刻与时间、位置和位移及相关方向3.会用矢量表示和计算质点位移，用标量表示路程.情感态度与价值观1.通过时间位移的学习，要让学生了解生活与物理的关系，同时学会用科学的思维看待事实.2.通过用物理量表示质点不同时刻的不同位置，不同时间内的不同位移(或路程)的体验，领略物理方法的奥妙，体会科学的力量.3.养成良好的思考表述习惯和科学的价值观.4.从知识是相互关联、相互补充的思想中，培养同学们建立事物是相互联系的唯物主义观点.教学重难点教学重点1.时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系2.位移的概念以及它与路程的区别.教学难点1.帮助学生正确认识生活中的时间与时刻.2.理解位移的概念，会用有向线段表示位移教学工具多媒体、板书教学过程一、时刻和时间间隔1.基本知识(1)时刻是指某一瞬间，时间间隔表示某一过程.(2)在表示时间的数轴上，时刻用点来表示，时间用线段来表示.(3)在国际单位制中，表示时间和时刻的单位是秒，它的符号是s.2.思考判断(1)时刻和时间间隔都是时间，没有本质区别.(×)(2)飞机8点40分从上海起飞，10点05分降落到北京，分别指的是两个时间间隔.(×)(3)20__年10月25日23时33分在西昌成功将第16颗北斗导航卫星发射升空.25日23时33分，指的是时刻.(√)探究交流时间的常用单位有哪些生活中、实验室中有哪些常用的计时仪器【提示】在国际单位制中，时间的单位是秒，常用单位有分钟、小时，还有年、月、日等.生活中用各种钟表来计时，实验室和运动场上常用停表来测量时间，若要比较精确地研究物体的运动情况，有时需要测量和记录很短的时间，学校的实验室中常用电磁打点计时器或电火花计时器来完成.二、路程和位移1.基本知识(1)路程物体运动轨迹的长度.(2)位移①物理意义：表示物体(质点)位置变化的物理量.②定义：从初位置到末位置的一条有向线段.③大小：初、末位置间有向线段的长度.④方向：由初位置指向末位置.2.思考判断(1)路程的大小一定大于位移的大小.(×)(2)物体运动时，路程相等，位移一定也相等.(×)(3)列车里程表中标出的北京到天津122km，指的是列车从北京到天津的路程.(√)探究交流一个人从北京去重庆，可以乘火车，也可以乘飞机，还可以先乘火车到武汉，然后再乘轮船沿长江到重庆，如图所示，则他的运动轨迹、位置变动、走过的路程和他的位移是否相同【提示】他的运动轨迹不同，走过的路程不同;他的位置变动相同，位移相同.三、矢量和标量1.基本知识(1)矢量既有大小又有方向的物理量.如位移、力等.(2)标量只有大小、没有方向的物理量.如质量、时间、路程等.(3)运算法则两个标量的加减遵从算术加减法，而矢量则不同，后面将学习到.2.思考判断(1)负5m的位移比正3m的位移小.(×)(2)李强向东行进5m，张伟向北行进也5m，他们的位移不同.(√)(3)路程是标量，位移是矢量.(√)探究交流温度是标量还是矢量+2℃和-5℃哪一个温度高【提示】温度是标量，其正、负表示相对大小，所以+2℃比-5℃温度高. 高一物理教案鲁科版篇2教学目标：一、知识与技能(一)能熟练使用打点计时器。