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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节科学探究：弹力学习目标:1。
[物理观念］(1)知道形变、弹性形变、弹性限度及弹力的概念．(2）知道胡克定律的内容及表达式．2。
［科学思维]理解弹力及胡克定律，并能分析和解决实际问题．3。
［科学探究]学会根据设定的方案进行实验探究,会分析数据、误差，会通过与他人交流解决实验中的问题． 4.［科学态度与责任]通过对弹力的探究，认识实验对物理研究的重要性，提高学习兴趣，加强与他人合作．一、形变与弹力1．形变:物体发生的伸长、缩短、弯曲等形状的变化称为形变．2．弹性体及弹性形变（1）弹性体是撤去外力后能恢复原状的物体．（2)弹性形变指弹性体发生的形变．3．范性形变:物体发生形变后不能恢复原状，这种形变叫范性形变．4．弹性限度：弹性体的形变不能无限增大,若超过一定的限度，撤去外力时物体就不能恢复原状，这个限度称为弹性限度．5．弹力的定义：相互接触的物体发生弹性形变时，由于物体要恢复原状，物体会对与它接触的另一物体产生力的作用，这种力叫弹力．6．弹力的方向：弹力的方向总是与物体形变的方向相反,以使物体恢复原状．说明：弹力的方向与施力物体形变方向相反，指向受力物体．二、胡克定律1．内容：在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长（或压缩)的长度成正比．2．公式：F＝kx.3．适用条件：在弹性体的弹性限度内．4．劲度系数：是一个有单位的物理量,单位为N/m.弹簧的劲度系数为1 N/m的物理意义：弹簧伸长或缩短1 m时产生的弹力大小为1 N.注意：F＝kx中的x是弹簧的形变量，是弹簧伸长（或缩短）的长度．1．思考判断（正确的打“√”，错误的打“×”)（1)使物体发生形变的外力撤去后，物体一定能够恢复原来状态．（×)(2)只要两个物体相互接触，两个物体之间一定能产生弹力．(×）(3）两物体之间有弹力作用时，两物体一定接触．(√）（4)由F＝kx可知k＝错误!，故劲度系数k与外力F成正比,与形变量x成反比．(×)2．关于弹性形变，下列说法正确的是()A．物体形状的改变称为弹性形变B．一根铁丝被用力折弯后的形变就是弹性形变C．物体在外力停止作用后，能够恢复原状的形变称为弹性形变D．物体在外力作用下的形变称为弹性形变C[外力停止作用后，能够恢复原状的形变称为弹性形变,C 正确．]3．一辆汽车停在水平地面上,下列说法中正确的是()A．地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车没有发生形变,所以汽车不受弹力B．地面受到了向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变；汽车受到了向上的弹力，是因为汽车也发生了形变C．汽车受到向上的弹力，是因为地面发生了形变;地面受到向下的弹力，是因为汽车发生了形变D．以上说法都不正确C[汽车停在水平地面上,因为地面发生了向下的形变,所以地面为恢复原状对与之接触的汽车产生一个向上的弹力作用；因为汽车的车轮发生了向上的形变，所以车轮为恢复原状对与之接触的地面产生向下的弹力作用，故只有C项正确．］形变如图所示是英国物理学家卡文迪许为了测量万有引力常量而设计的扭秤原理图．已知相邻两个小球之间存在很小的万有引力,使T形架产生转动，T形架转动的结果是使硬质的石英丝发生形变,反抗T形架的转动，最后达到静止平衡．请回答下列问题．卡文迪许扭秤原理图探究:(1)石英丝发生了什么种类的形变？(2）试说明该装置采用的放大原理．提示：(1)石英丝发生的是扭转形变．（2)该装置进行了两次放大，一是尽可能地增大T型架连接两球的水平直杆的长度，使两球间万有引力产生较大的力矩,使杆偏转；二是增大弧度尺与系统的距离，使小镜子的反射光在标尺上产生较明显的长度变化．1．形变的两种情况（1）形状的改变：指受力时物体的外观发生变化，如橡皮条拉伸时由短变长;撑竿跳高时,运动员手中的撑竿由直变曲等．(2）体积的改变：指受力时物体的体积发生变化，如用力压排球,排球的体积变小；用力压海绵，海绵的体积变小．2．显示微小形变的方法（1)光学放大法：如图所示，在一张大桌子上放两个平面镜M和N,让一束光依次被两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点P。
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3节 光的全反射 第4节 光导纤维及其应用
核心素养
物理观念
科学探究
科学思维
科学态度与责任
1.知道光疏介质、光密介质、全反射、临界角的概念。
2.理解全反射的条件，能计算有关问题和解释相关现象。
3.了解光导纤维的工作原理和光导纤维在生产、生活中的应用。
4.知道全反射棱镜的原理。
探究发生全反射的条件。
将自然现象转化为物理模型，利用光路图等知识解决全反射问题。
通过光纤技术的应用，体会物理技术应用对人类生活与社会发展的影响。
知识点一 全反射及其产生条件
[观图助学]
如图所示，你知道在玻璃砖的下表面为什么没有出现入射到空气中的折射光线吗？钻石为什么看起来特别亮？
1.全反射：光从某种介质入射到空气中时，折射角大于入射角，入射角逐渐增大，反射光变强，折射光变弱，当入射角增大到一定程度时，折射光完全消失，全部光都被反射回原介质内。
这种现象称为全反射现象，简称全反射。
2.临界角：刚好发生全反射(即折射角等于90°)时的入射角。
公式：sin C ＝1
n 。
3.光疏介质和光密介质：对两种不同的介质，折射率较小的介质叫作光疏介质，。
【高一】2021年高一物理必修一全册学案（鲁科版）第2节质点和位移学习目标:1.晓得加速度的概念。
晓得它就是则表示质点边线变动的物理量，晓得它就是矢量，可以以有向线段则表示。
2.知道路程和位移的区别。
自学重点:质点的概念位移的矢量性、概念。
自学难点:1．对质点的理解。
2．加速度和路程的区别.主要内容:一、质点：定义：用代替物体的具有质量的点，叫做质点。
质点就是一种科学的抽象化，就是在研究物体运动时，把握住主要因素，忽略次要因素，就是对实际物体的对数，就是一个理想化模型。
一个物体与否可以视作质点，必须具体内容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，它只有大小没有有方向，是标量。
3．加速度：就是则表示质点边线变动的物理量，存有大小和方向，就是矢量。
它就是用一条自起始边线指向末边线的存有向线段则表示，加速度的大小等同于质点始末边线间的距离，加速度的方向由初边线指向末边线，加速度只依赖于初末边线，与运动路径毫无关系。
4.位移和路程的区别：5．通常说道，加速度的大小不等于路程。
只有质点搞方向维持不变的直线运动时大小才等同于路程。
【例一】下列几种运动中的物体，可以看作质点的是（）a．研究从广州飞抵北京时间时的飞机b．绕地轴做自转的地球c．拖太阳太阳的地球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就是一个边长为16.77m的正方形，在它的四个角分别设立本垒和一、二、三二垒．一位球员接球后，由本垒经一垒、一垒二垒跑到三二垒．他运动的路程就是多小？加速度就是多小？加速度的方向如何？堂训练：1．以下观点中恰当的就是（）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，但加速度的大小和方向可能将相同。
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．若物体搞单一方向的直线运动，加速度的大小就等同于路程。
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。
第5章磁场知识整合与阶段检测专题一用安培定则判定电流磁场的方向磁场是一种看不见、摸不着、存在于电流或磁体周围的一种特殊物质,它传递着磁相互作用。
电流与磁体、电流与电流、磁体与磁体都是通过磁场相互作用的.要研究电流对磁体或电流对电流的作用,就必须依据安培定则判定电流的磁场方向。
应用安培定则(又称右手螺旋定则)判定电流磁场时注意以下两点：（1）判断直线电流的磁场时，大拇指指电流方向,四指弯曲的方向表示磁感线的方向;判定环形电流和通电螺线管的磁场时，四指指电流方向，而大拇指沿中心轴线指磁场方向。
（2)对电荷定向运动形成的等效电流，判断时注意等效电流的方向与电荷定向运动的方向不一定一致。
对正电荷,定向运动的方向即等效电流的方向；对负电荷，等效电流方向为电荷运动的反方向。
［例证1］如图5－1所示，放在螺线管内部中间处的小磁针，当开关S 闭合时，小磁针应怎样转动？图5－1［解析］小磁针处于螺线管内部,能绕水平轴在竖直平面内旋转.当S闭合时,根据通过螺线管的电流方向，利用安培定则，可知螺线管内部的磁感线方向自左向右，所以小磁针将沿顺时针方向绕水平轴转动90°角，当小磁针的N极与所在处磁感线方向相同后，静止在如图5－2所示的位置。
图5－2 [答案]见解析专题二学习磁通量要注意的几个问题在同一磁场中，磁感线越密的地方，也就是穿过垂直磁场方向的单位面积的磁感线条数越多的地方,磁感应强度B越大。
B越大，垂直面积S越大，则穿过这个面的磁感线条数就越多，磁通量就越大。
所以磁通量反映穿过某一面积的磁感线条数的多少。
在具体学习磁通量时，要注意以下几个问题：1．磁通量的正负问题磁通量是标量,但有正负之分。
磁通量的正负不代表大小，只反映磁通量是怎么穿过某一平面的，若规定向里穿过某一平面的磁通量为正,则向外为负。
尤其在计算磁通量变化时更应注意。
2．有效面积问题定义式Φ＝BS中的面积S指的是垂直于匀强磁场方向的面积,如果平面跟磁场方向不垂直，应取垂直磁场方向上的投影面积，即为有效面积。
2020-2021学年高中物理新教材鲁科版必修第一册学案：第5章第3节牛顿第二运动定律含解析第3节牛顿第二运动定律学习目标：1。
[物理观念]（1）掌握牛顿第二定律的文字内容和数学表达式．(2)知道单位制、基本单位和导出单位的概念． 2.[科学思维]学会利用牛顿第二定律解决实际问题,并且能够从不同角度解决动力学问题，具有质疑和创新意识． 3.[科学探究］学会通过加速度与力、质量关系的数据探究，归纳各物理量之间可能存在的关系，并能解释相关自然现象．4。
［科学态度与责任］尊重客观规律,坚持实事求是,将牛顿运动定律应用于日常生活实际，能认识牛顿运动定律的应用对人类文明进步的推动作用．阅读本节教材，回答第118页和第120页“物理聊吧”的问题，并梳理必要知识点．教材P118页“物理聊吧”问题提示：不矛盾．无论用多小的力还是很大的力推柜子时,皆因柜子受到平衡力的作用，合力为零,因而加速度为零，柜子始终静止不动．教材P120页“物理聊吧”问题提示：垫高木板一端,使小车不挂重物时能匀速运动，说明小车处于平衡状态,所受合力为零．挂上重物时，当重物质量远小于小车质量，才可以近似认为小车受到的合力约等于重物的重力．一、牛顿第二定律1．内容：物体加速度的大小与所受合外力的大小成正比,与物体的质量成反比，加速度方向与合外力方向相同．2．表达式：F＝kma。
合质量的单位用kg，加速度的单位用m/s2,且规定质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度所用的力为1 N,这样表达式中的k就等于1，牛顿第二定律表达式可简化为F＝ma。
说明：公式F＝ma中，F一般指合力，a对应的指合加速度．二、力学单位制1．国际单位（1）基本单位：在力学中有米（m)(长度单位)、千克（kg)(质量单位）、秒（s)(时间单位）．（2)导出单位：在力学中利用物理公式从三个基本单位导出的其他单位．2．意义与作用：用公式计算时，所列的等式中不必一一写出每个物理量的单位,只要在计算结果的数据后面写出待求量的单位即可．注意：可以利用单位，反推出公式正确性和计算结果的正确性．1．思考判断（正确的打“√”，错误的打“×”)（1)由牛顿第二定律可知，物体的质量与物体所受合外力成正比，与物体的加速度成反比．(×）（2）物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合外力大小决定，与物体的速度大小无关．(√)(3)物体加速度的方向只由它所受合力的方向决定，与速度方向无关．(√）(4)在力学问题的分析计算中，只能采用国际单位，不能采用其他单位．(×）(5）力学单位制中，国际单位制的基本单位有千克、米、秒．（√)（6）只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是F＝ma. (√) 2．关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是(）A．牛顿第二定律的表达式F＝ma在任何情况下都适用B．某一瞬时的加速度，不但与这一瞬时的外力有关，而且与这一瞬时之前或之后的外力有关C．在公式F＝ma中,若F为合外力,则a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和D．物体的运动方向一定与物体所受合外力的方向一致C［牛顿第二定律只适用于宏观物体在低速时的运动，A错误；F＝ma具有同时性，B错误;如果F＝ma中F是合外力，则a 为合外力产生的加速度,即各分力产生加速度的矢量和，C正确；如果物体做减速运动，则v与F反向，D错误．］3．(多选）下列说法中正确的是()A．质量是物理学中的基本物理量B．长度是国际单位制中的基本单位C．kg·m/s是国际单位制中的导出单位D．时间的单位——小时,是国际单位制中的导出单位AC［质量是力学中的基本物理量，A正确；长度是物理量,不是单位,B错误;kg·m/s是国际单位制中的导出单位,C正确；小时是时间的基本单位，不是导出单位，D错误．]对牛顿第二定律的理解在日常生活中，小巧美观的冰箱贴使用广泛，增加了室内的美感．一磁性冰箱贴贴在冰箱的表面上静止．探究：(1)分析冰箱贴受哪些力？是否有加速度？（2）若把冰箱贴拿在手里，猛一松手，它是否立即有加速度？若有加速度，请指明其方向？提示：(1）冰箱贴受重力和竖直向上的摩擦力，磁力和弹力，它们分别是两对平衡力，合力为零,加速度为零．（2）猛一松手，冰箱贴受重力和空气阻力，合力竖直向下，立即有了竖直向下的加速度．1．牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的定量关系，指明了加速度大小和方向的决定因素．2．牛顿第二定律的五点说明A．由F＝ma可知,F与a成正比，m与a成反比B．牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用C．加速度的方向总跟合外力的方向一致D．当外力停止作用时，加速度随之消失思路点拨：理解上述表格中加速度的“五性”是解决该类问题的关键．CD［虽然F＝ma表示牛顿第二定律，但F与a无关，因a 是由m和F共同决定的，即a∝错误!且a与F同时产生、同时消失、同时存在、同时改变;a与F的方向永远相同．综上所述,可知选项A、B错误,C、D正确．］正确理解牛顿第二定律（1)物体的加速度和合力是同时产生的，不分先后，但有因果性，力是产生加速度的原因，没有力就没有加速度．（2)不能根据m＝错误!得出m∝F、m∝错误!的结论，物体的质量m是由自身决定的，与物体所受的合力和运动的加速度无关，但物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合力而求得．(3)不能由F＝ma得出F∝m、F∝a的结论,物体所受合力的大小是由物体的受力情况决定的,与物体的质量和加速度无关．［跟进训练]1．根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是（）A．物体加速度的大小跟它的质量、受到的合力无关B．物体所受合外力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度C．物体加速度的大小跟它所受的作用力中的任一个的大小成正比D．当物体质量改变但其所受合外力的水平分力不变时，物体水平加速度大小与其质量成反比［答案］D牛顿第二定律的应用“歼10”战机装备我军后，在各项军事演习中表现优异,引起了世界的广泛关注．如图所示，一架质量m＝5.0×103kg的“歼10”战机，从静止开始在机场的跑道上滑行，经过距离s＝5。
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。
