【高中物理】动量（教学课件） 高二物理同步系列（人教版2019选择性必修第一册）.pptx

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1、目录0102动量寻求碰撞中的不变量碰撞随处可见，说说你见过的碰撞现象有哪些？课堂引入台球碰撞 火车钩碰撞 汽车碰撞以上的碰撞现象有什么共同特点？（提示：尝试从作用时间、速度变化、力的变化等角度去思考。碰撞时间极短、速度和力瞬间变化.碰撞现象是否会遵循什么共同规律？碰撞的研究从遵循一个不变量开始第一部分：寻求碰撞中的不变量（一）实验演示【实验步骤】如图所示，A、B是两个悬挂起来的钢球，质量相等。使B球静止，拉起A球，放开A后与B碰撞。将上面实验中的A球换成大小相同的C球，使C球质量大于B球质量，用手拉起C球至某一高度后放开，撞击静止的B球。然后拉起B至某一高度后放开，撞击静止的B球。观察两球碰撞

2、后速度变化。（一）实验演示【实验现象】（1）A与B碰撞后 A 球停止运动而静止，B 球开始运动，最终摆到和 A 球拉起时同样的高度。说明A、B两球碰撞后，A的速度传递给了B。（2）B与C碰撞后，B球摆起的最大高度大于C球被拉起时的高度，碰撞后B球获得较大的速度现在请同学们根据以上演示实验，猜想以下碰撞中的不变量可能与哪些因素有关？（二）实验设计1.要想验证猜想，需要测量哪些物理量？提示：需要测量两个相互碰撞物体的质量和碰撞前后的速度。2.为实验方便操作和结果分析，我们在测量速度时，可以怎么办？提示：需保证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。这种碰撞叫做一维碰撞。（二）实验设计

3、3.实验需要哪些实验器材？（1）质量的测量仪器：天平（2）速度的测量仪器：请简述实验方案设计方案？（二）实验设计4.请简述测量速度的方案设计？方案一：利用光电门测速两辆小车都放在滑轨上，用一辆运动 的小车碰撞一辆静止的小车，碰撞后两辆小车粘在一起运动。小车的速度用滑轨上的光电计时器测量。，式中 x 为滑块上挡光片的宽度，t 为数字计时器显示的滑块上挡光片经过光电门的时间。方案二：利用打点计时器测速（二）实验设计4.请简述测量速度的方案设计？方案二：利用打点计时器测速将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。让小车 A 运动，小车B 静止。在两小车的碰撞端分别装上撞

4、针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个小车连接成一体（如下图所示）。通过纸带测出它们碰撞前后的速度。（三）实验操作（四）数据分析质量(g)速度（v(cm/s)）次数滑块A 滑块B A碰前v1B碰前v2A碰后v1B碰后v21270 16879.0 0 45.8 45.82 89.0 0 54.1 54.13 142.4 0 87.4 87.4以下是某组同学实验后得出的数据记录，根据数据猜想以下碰撞中的不变量是什么？（二）实验设计猜想1：两个物体碰撞前后动能之和不变，所以质量小的球速度大；猜想2：两个物体碰撞前后速度与质量的乘积之和可能是不变的也许还有 1 1+2 2=1 1+2 2（四）数据

5、分析如何验证猜想？1230.169 0.0920.2140.1280.547 0.3350.213 0.2010.240 0.2370.384 0.3822.926 1.0463.296 1.2355.274 1.995实验结论：从实验数据可以看出，此实验中两辆小车碰撞前后，动能之和并不相等，但质量与速度的乘积之和却基本不变。特别意义第二部分：动 量二、动量请同学们阅读课文“动量”部分，看看物理上赋予mv怎样的物理意义？待学生看完后带领学生一起总结动量的知识：1.定义：在物理学中，把物体的质量 m 和速度 的乘积叫做物体的动量p，用公式表示为p=mv 2.单位：千克米每秒(kgm/s)3.动量

6、是矢量，其方向有速度决定。二、动量问题：（1）若质量为60 kg的运动员(包括球)以5 m/s的速度向东奔跑,他的动量是多大?方向如何?当他以恒定的速率做曲线运动时,他的动量是否变化?（2）若这名运动员与对方运动员相撞后速度变为零,他的动量的变化量多大?动量的变化量的方向如何?p=mv=300 kgm/s,方向向东物体以恒定速率做曲线运动时，动量大小不变，但是方式时刻在变，故动量发生改变。p=p2-p1=0-mv=-300kgm/s，故动量大小为300kgm/s，方向向西。二、动量4.动量的性质(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=mv表示。(2)相

7、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。5.动量的变化量动量的变化量是矢量,其表达式p=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。pp p不在同一条直线上的动量变化的运算，遵循平行四边形定则二、动量动量和动能有什么区别联系？动能 动量区别定义公式单位标、矢量运算法则变化情况联系物体由于运动而具有的能 物体质量与速度的乘积pmv焦耳（J）千克米每秒（kgm/s）标量矢量代数运算法则平行四边形定则v 变化（方向），Ek 不一定变化v 变化，p 一定变化第三部分：巩固提升课堂小结动量寻求碰撞中的不

8、变量实验演示方案设计实验操作数据分析动量定义及单位矢标性瞬时性动量与动能的区别与联系课堂练习1.(动量的概念)关于物体的动量,下列说法正确的是()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.物体的加速度不变,其动量一定不变C.动量越大的物体,其速度一定越大D.动量越大的物体,其质量一定越大答案:A解析:动量具有瞬时性,任一时刻物体动量的方向,即为该时刻的速度方向,选项A正确;加速度不变,则物体速度的变化率恒定,物体的速度均匀变化,故其动量也均匀变化,选项B错误;物体动量的大小由物体质量及速度的大小共同决定,不是只由物体的速度决定的,故物体的动量大,其速度不一定大,选项C错误;物

9、体的动量越大,其质量并不一定越大,故选项D错误。课堂练习2.(动量的理解)(多选)下列关于动量的说法正确的是()A.物体的动量越大,其惯性也越大B.做匀速圆周运动的物体,其动量不变C.一个物体的速率改变,它的动量一定改变D.一个物体的运动状态发生变化,它的动量一定改变答案:CD解析:因为p=mv,所以动量越大,质量不一定越大,故其惯性也不一定越大,A错;做匀速圆周运动的物体速度的方向时刻变化,所以其动量时刻变化,B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,C对;运动状态发生变化即速度发生变化,动量一定改变,D对。课堂练习3.(寻求碰撞中的不变量)在探寻碰撞中的不变量的实验

10、中,下面是某实验小组选用水平气垫导轨、光电门来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况。实验仪器如图所示。实验过程:(1)调节气垫导轨水平,并使数字计时器系统正常工作;(2)在滑块1上装上挡光片并测出其长度l;(3)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸);(4)用天平分别测出滑块1和滑块2的质量m1、m2;课堂练习(5)把滑块1和滑块2放在气垫导轨上,让滑块2处于静止状态(v2=0),用滑块1以初速度v1与之碰撞(这时数字计时器系统自动计算时间),撞后两者粘在一起,分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间t1和碰后通过光电门的遮光时间t2;(6)先根据v=计算滑块1碰撞前的速度v1及

11、碰后两者的共同速度v;再计算两滑块碰撞前后的质量与速度乘积,并比较两滑块碰撞前后的质量与速度乘积之和。实验数据:m1=0.324 kg,m2=0.181 kg,l=1.0010-3 m课堂练习次数滑块1 滑块2碰撞前 碰撞后v1/(ms-1)v/(ms-1)v2/(ms-1)v/(ms-1)m1v1(kgm/s)m2v2/(kgm/s)(m1+m2)v/(kgm/s)1 0.290 0.184 0 0.184 2 0.426 0.269 0 0.269 结论答案:0.09400.0930.13800.136在误差允许的范围内,碰前系统质量和速度乘积之和等于碰后系统质量和速度乘积之和解析:先分清碰前与碰后的状态量,再代入数据计算。课堂练习4.(动量变化量的计算)我国羽毛球运动员扣杀羽毛球的速度曾达到332 km/h。假设羽毛球飞来的速度为90 km/h,运动员将球以332 km/h的速度反向击回。设羽毛球的质量为5 g,试求击球过程中羽毛球的动量变化。答案:0.586 kgm/s 方向与羽毛球飞来的方向相反所以动量的变化量p=p2-p1=-0.461 kgm/s-0.125 kgm/s=-0.586 kgm/s。则羽毛球的动量变化的大小为0.586 kgm/s,方向与羽毛球飞来的方向相反。