XX年高一物理必修一全册学案(鲁科版)

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5节自由落体运动学习目标：1.[物理观念](1)知道自由落体运动的条件、特点、性质．(2)知道自由落体运动是匀变速直线运动，知道重力加速度．(3)掌握自由落体运动规律并能解决实际问题． 2.[科学思维]理解自由落体运动是理想化模型，能把相关的比例式应用到实际问题中． 3.[科学探究]知道近代实验科学产生的影响，体会探究过程． 4.[科学态度与责任]在实验中，养成实事求是的科学态度，且有与他人合作的意愿；知道实验器材的改进能促进人类的认知发展．阅读本节教材，回答第56页“物理聊吧”的问题，并梳理必要知识点．教材P56“物理聊吧”问题提示：第一阶段：刚开始下落一段时间内，阻力很小可近似看成自由落体运动．第二阶段：随着速度变大，阻力变大，不能再看成自由落体运动．第三阶段：刚打开伞不久，是减速直线运动，近似为匀减速直线运动．第四阶段：阻力约等于重力，近似为匀速直线运动．一、自由落体运动的特点1．实验探究——牛顿管实验(1)当玻璃管内有空气时，纸片比硬币下落慢得多．(2)抽去玻璃管内部分空气，还是纸片比硬币下落得慢，但落地时间相差变小．(3)继续抽取玻璃管内的空气，使其接近真空，纸片与硬币下落的快慢几乎一样．2．自由落体运动定义物体只在重力作用下从静止开始下落的运动条件(1)初速度为零；(2)只受重力作用性质自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动二、自由落体运动的加速度1．自由落体加速度(1)定义：物体自由下落时的加速度来自地球和物体之间的万有引力，也称为重力加速度，用字母g表示．(2)大小①在地球上同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同．②随着纬度升高，重力加速度增大，而同一地区高度越大，重力加速度越小，但变化都不大．③一般的计算中，g 通常取9.8 m/s 2，在估算时，g 还可以取10 m/s 2. (3)方向：地球上重力加速度的方向总是竖直向下． 2．自由落体运动的公式(1)自由落体的特点：v 0＝0，a ＝g . (2)速度公式：v ＝gt . (3)位移公式：h ＝12gt 2.(4)速度—位移关系式：v 2＝2gh .注意：重力加速度的方向与当地重力方向相同，是竖直向下，不能说成垂直向下，也不能说指向地心．三、自由落体运动规律探索回眸 1．伽利略的贡献(1)从逻辑推理上否定了亚里士多德关于重物体下落得快、轻物体下落得慢的论断． (2)提出了“自由落体运动是一种最简单的变速运动——匀变速直线运动”的猜想． (3)在当时的实验条件下测量短时间是有困难的，伽利略采用了间接验证的方法：运用数学推导的方法得出初速度为零的匀变速直线运动应有s ∝t 2.2．斜面实验3．伽利略研究自然规律的科学方法——数学推理和实验研究相结合．研究中所体现的批判精神是创新必需的.1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)从静止开始下落的运动都可看成自由落体运动．(×)(2)钢球在空中由静止开始自由下落可看成自由落体运动．(√)(3)自由落体运动是匀加速直线运动．(√)(4)在同一地点，质量不同的物体，重力加速度不相同．(×)2．关于自由落体运动，下列说法中正确的是( )A．不考虑空气阻力的运动是自由落体运动B．物体做自由落体运动时不受任何外力作用C．被运动员推出去的铅球的运动是自由落体运动D．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动D[自由落体运动的特点是初速度为零，仅受重力；不考虑空气阻力的运动不一定是自由落体运动，A、B错误；被运动员推出去的铅球具有水平初速度，不满足自由落体运动的条件，C错误；自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，D正确．]3．甲、乙两物体从同一地点同一高度处同时自由下落，甲所受的重力是乙的3倍，则下列说法正确的是( )A．甲比乙先着地B．甲比乙的加速度大C．甲、乙同时着地D．无法确定谁先着地C[在同一地点，做自由落体运动的物体下落的快慢与重力无关，只要高度相同，落地时间就相同．]自由落体运动的特点1971年发射的阿波罗15号飞船把一辆月球车送上月球，美国宇航员做了一个落体实验：在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤(月球上没有空气)．探究：(1)羽毛、铁锤将做什么运动？(2)会出现什么现象？请解释．提示：(1)因没有空气阻力，羽毛、铁锤都做自由落体运动．(2)因同时释放，且加速度相同，看到它们同时落地．原因是没有空气阻力，都做自由落体运动．1．自由落体运动的受力特点自由落体运动是一种理想化的运动，物体在空气中的运动都要受到阻力的作用，但当自由下落的物体所受的空气阻力远小于物体的重力时，物体的运动可视为自由落体运动．2．自由落体运动的运动特点(1)在同一地方，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同．(2)在地球表面上各处的重力加速度不同．(3)在地球表面上同一地点，重力加速度随高度的增加而减小，在一般的高度内，可认为重力加速度的大小不变．(4)重力加速度的方向总是竖直向下．【例1】(多选)下列说法正确的是( )A ．初速度为零、竖直向下的匀加速直线运动是自由落体运动B ．仅在重力作用下的运动叫做自由落体运动C ．物体只在重力作用下从静止开始下落的运动才是自由落体运动D ．当空气阻力可以忽略不计时，物体从静止开始自由下落的运动可视为自由落体运动 思路点拨：自由落体运动是只受重力，初速度为零的理想化模型．CD [自由落体的条件是只受重力、初速度v 0＝0.若空气阻力可以忽略不计，物体由静止自由下落可以看成自由落体运动，故AB 错误，CD 正确．]自由落体运动的判断方法(1)根据条件判定⎩⎪⎨⎪⎧初速度为零只受重力(2)根据题目中的一些暗示语来判定，例如根据“忽略阻力”“阻力远小于重力”“月球上”等暗示语来判定．[跟进训练]1．(多选)关于重力加速度的说法中，正确的是( )A ．重力加速度g 是标量，只有大小没有方向，通常计算中g 取9.8 m/s 2B ．在地面上不同的地方，g 的大小不同，但它们相差不是很大C ．在地球上同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同D ．在地球上的同一地方，离地面高度越大，重力加速度g 越小BCD [重力加速度是矢量，方向竖直向下，与重力的方向相同．在地球表面不同的地方，g 的大小略有不同，但都在9.8 m/s 2左右，所以选项A 错误，选项B 正确；在地球表面的同一地点，g 的值都相同，但随着高度的增大，g 的值逐渐变小，所以选项C 、D 正确．]自由落体运动的规律及应用空降兵也叫伞兵，在现代战争中起着重要作用．如图所示，空降兵从飞机上跳伞时，为了保证安全着陆，着陆最后阶段，降落伞匀速下落的速度约为6 m/s.平时训练为了模拟落地情况，空降兵经常从高台上跳下，重力加速度g 取10 m/s 2.探究：(1)空降兵从高台上跳下，做什么运动？ (2)为了保证安全，高台应不高于多少米？ 提示：(1)做自由落体运动．(2)由v 2＝2gh 得h ＝1.8 m ，即高台应不高于1.8 m.匀变速直线运动 自由落体运动速度公式 v t ＝v 0＋at v t ＝gt 位移公式 s ＝v 0t ＋12at 2h ＝12gt 2 速度—位移关系式 v 2t －v 20＝2asv 2t ＝2gh匀变速直线运动 自由落体运动 中间时刻的速度v t 2＝v －＝v 0＋v t2v t 2＝v －＝v t 2＝gt 2中间位置 的速度 v s 2＝v 20＋v 2t2v s 2＝v 2t2＝22gt 位移差 公式Δs ＝aT 2Δh ＝gT 2(1)第1 s 末，第2 s 末，第3 s 末，…，第n s 末速度之比为 1∶2∶3∶…∶n .(2)连续相等时间内的位移之比为 1∶3∶5∶…∶(2n －1)． (3)连续相等位移所用时间之比为1∶(2－1)∶(3－2)∶…∶(n －n －1)．【例2】 有一矿井深125 m ，在井口每隔一定时间自由下落一个小球，g 取10 m/s 2.当第11个小球刚从井口下落时，第1个小球恰好落到井底，则相邻两个小球下落的时间间隔为多少？此时第3个小球和第5个小球相隔几米？思路点拨：本题中小球下落的特点是在同一位置间隔相等的时间下落，可先画出运动示意图，再用Δh ＝gT 2求解．[解析] 如图所示，11个小球将125 m 分成10段，此状态可认为是一个小球从零时刻开始每隔一个Δt 时间所处的位置．设总下落时间为t ，由h ＝12gt 2，有t ＝2h g＝2×12510s ＝5 s 则Δt ＝t10＝0.5 s这时第3个小球与第5个小球的距离 Δh ＝12g (8Δt )2－12g (6Δt )2＝35 m.[答案] 0.5 s 35 m应用自由落体运动规律解题的思路和方法(1)首先将题目中的日常生活信息进行加工处理，选择有用的已知信息，排除干扰因素． (2)在分析信息的基础之上进行科学的模型抽象，建立物理模型，将实际问题转化为理想的物理过程．(3)根据已知条件和自由落体运动模型遵循的物理规律，选择准确的物理公式列方程，代入数值求解．【一题多变】 在上题中(1)若知道t ＝5 s ，则井深为多少米？ (2)试求某个小球下落到井深一半时的速度大小？ [解析] (1)由自由落体规律：h ＝12gt 2得h ＝125 m. (2)由公式v 2＝2g h2得v ＝25 2 m/s.[答案] (1)125 m (2)25 2 m/s [跟进训练]2．(多选)甲、乙两物体质量之比为m 甲∶m 乙＝3∶1，甲从H 高处自由下落，乙从2H 高处同时自由下落，不计空气阻力，以下说法正确的是( )A ．在甲落地之前，同一时刻甲的速度比乙的速度大B ．在甲落地之前，同一时刻两物体的速度相等C ．甲落地时，乙距地面的高度为HD ．甲、乙在空中运动的时间之比为1∶2BC [根据v ＝gt 可知，落地前甲的速度等于乙此时的速度，故A 错误，B 正确；甲、乙同时由静止开始下落，根据h ＝12gt 2可知，甲落地前，甲、乙下落高度相同，故乙距地面的高度为H ，故C 正确；根据h ＝12gt 2可知，下落时间之比为1∶2，故D 错误．]伽利略对自由落体运动的研究对现象的一般观察⇒提出假设⇒运用逻辑及数学推理 ⇒通过实验对推论进行检验⇒对假说进行修正和推广2．伽利略科学方法的意义伽利略对物体运动的研究，开创了数学推理和实验研究相结合探索自然规律的科学方法．这种方法到现在仍然是物理学乃至整个自然科学最基本的研究方法．这种方法的使用，不但标志着物理学的真正开始，也有力地推进了人类科学认识的发展，近代科学研究的大门从此打开．[跟进训练]3.(多选)伽利略在研究自由落体运动时，设计了如图所示的斜面实验．下列哪些方法是他在这个实验中采用过的( )A．用水钟计时B．用打点计时器打出纸带进行数据分析C．改变斜面倾角，比较各种倾角得到的st2的比值的大小D．将斜面实验的结果合理“外推”，说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动ACD[伽利略时代采用的计时方法是水钟计时，选项A正确，选项B错误；研究自由落体运动时，伽利略利用数学推理得出结论，若速度随时间均匀变化，则位移与时间的二次方成正比，选项C正确；伽利略将斜面实验的结果合理“外推”得到自由落体运动规律，选项D 正确．]4．在学习物理知识的同时，还应当注意学习物理学中研究问题的思想和方法，从一定意义上说，后一点甚至更重要．伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的科学研究具有重大的启蒙作用，至今仍然具有重要意义．请你回顾伽利略探究物体下落规律的过程，判定下列哪个过程是伽利略的探究过程( )A．猜想——问题——数学推理——实验验证——合理外推——得出结论B．问题——猜想——实验验证——数学推理——合理外推——得出结论C．问题——猜想——数学推理——实验验证——合理外推——得出结论D．猜想——问题——实验验证——数学推理——合理外推——得出结论C[伽利略探究物体下落规律的过程是：先对亚里士多德对落体运动的观察得出的结论提出质疑——大小石块捆在一起下落得出矛盾的结论；猜想——下落的运动是最简单的运动，速度与时间成正比；数学推理——如果v∝t，则有h∝t2；实验验证——设计出斜面实验并进行研究，得出光滑斜面上滑下的物体的规律h∝t2；合理外推——将光滑斜面上滑下的物体的规律h∝t2推广到自由落体运动．从探究的过程看，答案应是C.]1．物理观念：自由落体运动概念、特点；重力加速度的概念．2．科学思维：自由落体的模型建立，运动规律的应用． 3．科学方法：理想化模型、伽利略对自由落体的探究方法.1．在物理学的发展历程中，建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动，并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学发展的科学家是( )A ．亚里士多德B ．伽利略C ．牛顿D ．爱因斯坦 [答案] B2．关于自由落体运动，下列说法正确的是( ) A ．物体竖直向下的运动就是自由落体运动 B ．加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动 C ．在自由落体运动过程中，不同质量的物体运动规律相同 D ．物体做自由落体运动时位移与时间成反比C [自由落体运动是指初速度为零，加速度为g 的竖直向下的匀加速直线运动．A 选项加速度不一定为g ，故A 错；B 选项中物体的初速度不一定为0，运动方向也不一定竖直向下，不符合自由落体运动的定义，故B 错；加速度g 与质量无关，则运动规律也与质量无关，故C 对；自由落体的位移h ＝12gt 2，h 与t 2成正比，故D 错．]3．唐代诗人李白的“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”描述了庐山瀑布的美景，如果三尺为1 m ，则水落地时的速度约为(设初速度为0)( )A ．100 m/sB ．100 2 m/sC ．200 m/sD ．200 2 m/sB [水下落高度h ＝1 000 m ，g 取10 m/s 2，由v 2t ＝2gh 得v t ＝2gh ＝2×10×1 000 m/s ＝100 2 m/s ，B 项正确．]4．一个物体从20米高处由静止开始做自由落体运动，取g ＝10 m/s 2，求： (1)物体的下落时间； (2)物体着地时的速度大小；(3)物体下落高度的一半时的速度大小． [解析] (1)由h ＝12gt 2得t ＝2h g＝2×2010s ＝2 s.(2)v ＝gt ＝10×2 m/s＝20 m/s.(3)v ′2＝2g h 2得v ′＝gh ＝20×10 m/s ＝10 2 m/s.[答案] (1)2 s (2)20 m/s (3)10 2 m/s5．(思维拓展)如图甲所示，为了测量蹦床运动员跃起的高度，训练时可在弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录弹性网的压力，并在计算机上作出压力—时间图像，假如运动员与蹦床作用时的压力—时间图像如图乙所示．若运动员在空中运动时可视为质点(g 取10 m/s 2)．甲 乙问题：(1)如何判定运动员上升的时间是多少？(2)则运动员能跃起的最大高度是多高？[解析] (1)由图像可知，运动员在空中的时间是2 s ，根据竖直上抛的时间对称性，可知运动员上升时间t 上＝1 s ，t 下＝1 s.(2)根据竖直上抛的对称性：h ＝12gt 2下得h ＝5 m. [答案] (1)1 s (2)5 m。

高中物理课堂导学案年月
日
课题牛顿第一定律课型新授课（1课时）学
习
目
标 1.
重点难点重点：
对牛顿第一定律和惯性的正确理解。

难点：
1.力和运动的关系。

2.影响惯性大小的因素。

学法导学案学习
学生自主学习学生课堂笔记
一、知识解读
1.理想实验的魅力
亚里士多德的观点：
伽利略的观点：
实验
斜面
倾斜
现象
2.关于惯性，下列说法中正确的是( C ) A．物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性
B．宇宙飞船在太空中飞行时也具有惯性C．力是改变物体惯性的原因
D．物体只有受外力作用时才有惯性
3.在向前行驶的客车上驾驶员和乘客的身体姿势如图所示,则对客车运动情况的判断正确的是( C )
A．客车一定做匀加速直线运动
B．客车一定做匀速直线运动
C．客车可能是突然减速
D．客车可能是突然加速
【探究归纳】
．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同地铁一起向前运。

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。

姓名，年级：时间：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。

高中物理鲁科版全套教案学案必修一本节内容§2.2 质点和位移知识重点：1、理解质点的概念和理想模型的思想2、掌握位移的概念，知道矢量和标量知识难点：1、知道何时可把物体视为质点2、掌握位移和路程的异同3、学会用s-t图象描述物体的运动课前预习：一．质点1.定义：用来代替物体的有的点。

①质点是用来代替物体的具有质量的点，因而其突出特点是具有但没有，它的质量就是它所的物体的质量。

②质点没有，因而质点是不可能转动的。

任何转动的物体在研究其自转时都简化为质点。

③质点不一定是很小的物体，很大的物体也可简化为质点。

同一个物体有时可以看作质点，有时又不能看作质点，要具体问题具体分析。

2．物体可以看成质点的条件：。

3．突出主要因素，忽略次要因素，将实际问题简化为物理模型，是研究物理学问题的基本思维方法之一，这种思维方法叫理想化方法。

质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。

它是一种科学的抽象，一种理想化的物理模型，客观并不存在。

二、位移：1、位移：⑴定义：⑵位移是量（“矢”或“标”）。

⑶意义：描述的物理量。

⑷位移仅与有关，而与物体运动无关。

2、路程：⑴定义：指物体所经过的。

⑵路程是量（“矢”或“标”）。

注意区分位移和路程：位移是表示质点位置变化的物理量，它是由质点运动的起始位置指向终止位置的矢量。

位移可以用一根带箭头的线段表示，箭头的指向代表，线段的长短代表。

而路程是质点运动路线的长度，是标量。

只有做直线运动的质点始终朝着一个运动时，位移的大小才与运动路程相等路程反映物体运动轨迹。

位移反映物体运动位置的变化。

路程是物体运动轨迹的。

位移大小是物体运动初、末位置间的。

路程只有大小。

位移有大小和方向，用有向线段表示大小和方向。

3.矢量和标量3.1矢量既有大小又有方向，如等。

标量只有大小没有方向，如等。

3.2矢量相加与标量相加遵从不同的法则。

三、位移—时间图象（s-t图）：1．表示位移和时间的关系的图象，叫位移-时间图象，简称位移图象．2．物理意义：3．坐标轴的含义：横坐标表示，纵坐标表示。

6.4 超重与失重学案【学习目标】1．知道超重现象和失重现象，理解产生超重和失重现象的原因。

2．能用牛顿运动定律解决有关超重和失重问题。

【知识导学】1．超重与失重（1）超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）_________物体所受重力的情况称为超重现象。

（2）失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）_________物体所受重力的情况称为失重现象。

如果物体对支持物、悬挂物的作用力的__________，即物体正好以大于等于_________，方向________的加速度运动，此时物体处于完全失重状态。

【视重、超重和失重】视重：我们通常用弹簧称或带有水平支持面的台秤测量物体的重力，也就是说，通过测量物体对弹簧秤的拉力或台秤感知重力。

我们把弹簧秤或台秤的示数叫做物体的视重。

超重与失重：：所谓的超重和失重，是把物体的视重和物体的重力进行改变，相对而言的，如果物体视重大于重力，就说物体处于超重状态；如果物体视重小于重力，就说物体处于失重状态；如果视重为零，就说物体处于完全失重状态。

注意：（1）无论物体处于超重还是失重状态，物体的重力都没有改变，改变的只是物体对水平面的压力或者对竖直悬线的拉力。

（2）由牛顿第二定律知；物体的视重之所以不等于重力，是因为物体具有竖直方向的加速度，水平方向的加速度不影响物体的视重。

【例题解析】例1 设想某同学站在一高层公寓中的电梯中，手中的弹簧秤下挂一质量为m 的钩码，试分析各种情况下弹簧秤的示数（钩码的视重）解析：电梯有七种运动状态：静止、加速向上运动、匀速向上运动、减速向上运动、加速向下运动，匀速向下运动，，减速向下运动。

静止和匀速直线运动是平衡状态，钩码所受的合外力为零，弹簧秤的示数F=mg （视重=重力）加速向上和减速向下，电梯的加速度都向上，由牛顿第二定律F-mg=ma 弹簧秤的示数F=mg+ma（视重大于重力，超重了ma）加速向下和减速向上，电梯的加速度都向下，由牛顿第二定律mg-F=ma 弹簧秤的示数F=mg-ma（视重小于重力，失重了ma）如果像自由落体运动那样，钩码的加速度是重力加速度是重力加速度g，则弹簧秤的示数F=mg-mg=0（视重为零，钩码处于完全失重状态）。

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。

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。