人教版 (2019)选择性必修 第一册1 动量精品同步测试题

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第1节 动量
一、寻求碰撞中的不变量
1．用两根长度相同的线绳，分别悬挂两个完全相同的钢球A、B，且两球并排放置，拉起A球，然后放开，该球与静止的B球发生碰撞，碰撞后A球停止运动而静止，B球开始运动，最终摆到和A球被拉起时同样的高度，碰撞前后，两球速度之和不变．
2．质量大的C球与静止的质量小的B球碰撞，B球获得的速度大于(填“大于”“小于”或“等于”)碰前C球的速度，两球碰撞前后的速度之和不相等(填“相等”或“不相等”)．
3．由教材第3页小车碰撞实验中记录的数据知：两辆小车碰撞前后，动能之和不相等(填“相等”或“不相等”)，质量与速度的乘积之和基本不变．
二、动量
1．动量
(1)定义：物体的质量和速度的乘积．
(2)公式：p＝mv，单位：kg·m/s.
(3)动量的矢量性：动量是矢(填“矢”或“标”)量，方向与速度的方向相同，运算遵循平行四边形定则．
2．动量的变化量
(1)物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差，Δp＝p′－p(矢量式)．
(2)动量始终保持在一条直线上时的运算：选定一个正方向，动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示，从而将矢量运算转化为代数运算．
(3)矢量性：动量的变化量也是矢量，方向与速度变化量的方向相同．
第2节 动量定理
一、冲量
1．定义
力与力的作用时间的乘积叫力的冲量。
2．表达式
I＝FΔt
3．方向
冲量是矢量，冲量的方向与力的方向一致，冲量的方向跟动量变化的方向一致。
4．冲量的单位
在国际单位制中是“牛秒”， 符号“N·s”
二、动量定理
1．内容
物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量。
2．定义式
I＝p′－p也可以写作：F(t′－t)＝mv′－mv。
三、动量定理的应用
1．如果物体的动量发生的变化是一定的，那么作用的时间越短，物体受的力就越大；作用的时间越长，物体受的力就越小。
2．如果作用力一定时，作用的时间越长，动量的变化量越大，作用的时间越短，动量的变化量越小。
第3节 动量守恒定律
一、 相互作用的两个物体的动量改变
1．建构碰撞模型：
如图中在光滑水平桌面上做匀速运动的两个物体A，B，当B追上A时发生碰撞。碰撞后A、B的速度分别是v′1和v′2。碰撞过程中A所受B对它的作用力是F1，B所受A对它的作用力是F2。碰撞时，两物体之间力的作用时间很短，用Δt表示。
2．推导过程：
(1)以物体A为研究对象，根据动量定理，物体A动量的变化量等于它所受作用力F1的冲量，即
F1Δt＝m1v′1－m1v1①
(2)以物体B为研究对象，物体B动量的变化量等于它所受作用力F2的冲量，即
F2Δt＝m2v′2－m2v2②
(3)根据牛顿第三定律可知两个物体碰撞过程中的每个时刻相互作用力F1与F2大小相等、方向相反，故有F1＝－F2。③
(4)整理①②③得
m1v′1＋m2v′2＝m1v1＋m2v2。
3．归纳总结
两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和。
二、动量守恒定律
1．系统、内力和外力
(1)系统
相互作用的两个或几个物体组成一个力学系统。
(2)内力
系统内部物体间的相互作用力。
(3)外力
系统以外的物体对系统以内的物体的作用力。
2．动量守恒定律
(1)内容
如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。
(2)表达式
对两个物体组成的系统，常写成：
p1＋p2＝p1′＋p2′或m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′
(3)适用条件
系统不受外力或者所受外力之和为零。
三、动量守恒定律的普适性
动量守恒定律是一个独立的实验规律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域。
第4节 实验： 验证动量守恒定律
一、实验思路
让两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这条直线运动，创造条件，使系统所受外力的矢量和近似为0，满足动量守恒的条件。
物理量的测量
研究对象确定后，还需要明确所需测量的物理量和实验器材。需要测量物体的__质量__，以及两个物体发生碰撞前后各自的__速度__。物体的质量可用__天平__直接测量。
三、数据分析
选取质量不同的两个物体进行碰撞，测出物体的质量(m1，m2)和碰撞前后的速度(v1，v′1，v2，v2′)，若满足m1v1＋m2v2＝__m1v′1＋m2v2′__，则验证了碰撞前后总__动量__守恒。
弹性碰撞和非弹性碰撞
一.弹性碰撞和非弹性碰撞
（1）弹性碰撞
如果系统在碰撞前后__动能__不变，这类碰撞叫作弹性碰撞。
（2）非弹性碰撞
非弹性碰撞：如果系统在碰撞后__动能__减少，这类的碰撞叫作非弹性碰撞。
二．弹性碰撞的实例分析
（1）正碰：两个小球相碰，碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在__同一条直线__上，碰撞之后两球的速度仍会沿着这条直线。这种碰撞也叫作__对心__碰撞或__一维__碰撞。
（2）弹性正碰的特点：假设物体m1，以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性正碰。
①与碰撞后系统的__动量__相同，__动能__相同。
②两球质量相等时，碰撞的特点是__m2以v1的速度向前运动，m1静止__。
(3)m1>m2时，碰撞的特点是m1和m2都__向前__运动，且m1的速度__小于__m2的速度。
(4)m1(5)m1≫m2，m1的速度__没有__改变，而m2被撞后以__2v1__的速度向前运动。
(6)m1≪m2，m1以原来的速率向__反__方向运动，而m2仍然__静止__。
反冲现象 火箭
一、反冲现象
1．实例分析
发射炮弹时，炮弹从炮筒中飞出，炮身则向__后退__。这种情况由于系统__内力__很大，__外力__可忽略，射击前，炮弹静止在炮筒中，它们的总动量为__0__。炮弹射出后以很大的速度__向前__运动，根据__动量守恒__定律，炮身必将__向后__运动。炮身的这种后退运动叫作反冲。
2．特点
(1)物体的不同部分在__内力__作用下向相反方向运动。
(2)反向运动中， 相互作用力一般较大，通常可以用__动量守恒定律__来处理。
3．反冲现象的应用及防止
(1)应用：农田、园林的喷灌装置是利用反冲，使水从喷口喷出时一边喷水一边__旋转__。
(2)防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的__准确性__，所以用步枪射击时要把枪身抵在__肩部__，以减少反冲的影响。
二、火箭
1．工作原理：应用了反冲的原理，火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的__速度__。
2．影响火箭获得速度大小的因素：
(1)喷气速度：现代液体燃料火箭的喷气速度通常为2 000～5 000 m/s。
(2)火箭获得的速度大小：Δv＝－eq \f(Δm,m)u，式中Δm为Δt时间内__喷射燃气__的质量，m为喷出燃气后__火箭__的质量，u为喷出的__燃气__相对喷气前火箭的速度。
(3)质量比：火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比，喷气速度__越大__，质量比__越大__，火箭获得的速度越大。