1-1&1-2 碰撞&动量-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（教科版选修3-5）

1　碰　撞 2　动　量 [目标定位]　1.知道什么是碰撞及碰撞的分类，掌握弹性碰撞和非弹性碰撞的区别.2.理解动量、冲量的概念，知道动量、冲量的方向.3.知道动量的改变量，并会求动量的改变量.4.理解动量定理的物理意义和表达式，能用动量定理解释现象和解决实际问题. 一、碰撞 1．碰撞现象 做相对运动的两个(或几个)物体相遇而发生相互作用，在很短的时间内，它们的运动状态会发生显著变化，这一过程叫做碰撞． 2．碰撞的分类 (1)弹性碰撞：碰撞前后两滑块的总动能不变． (2)非弹性碰撞：碰撞后两滑块的总动能减少了． (3)完全非弹性碰撞：两物体碰后粘在一起，以相同的速度运动，完全非弹性碰撞过程动能损失最大． 二、动量 1．定义：运动物体的质量和速度的乘积叫动量；公式p＝mv；单位：千克·米/秒，符号：kg·m/s. 2．矢量性：方向与速度的方向相同．运算遵循平行四边形定则． 3．动量是状态量． 4．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＝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、动量的变化量用带有正、负号的数值表示，从而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)． 想一想　质量和速度大小相同的两个物体动能相同，它们的动量也一定相同吗？ 答案　不一定．动量是矢量，有方向性，而动能是标量，无方向． 三、动量定理 1．冲量 (1)定义：力与力的作用时间的乘积，公式：I＝Ft，单位：牛顿·秒，符号N·s. (2)矢量性：方向与力的方向相同． 2．动量定理 (1)内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化． (2)公式：Ft＝p′－p或I＝Δp. 预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中 问题1 问题2[来源:学_科_网Z_X_X_K] 问题3 一、碰撞中的动能变化及碰撞分类 (1)发生碰撞的两物体，若两物体的形变是弹性的，碰后能够恢复原状，两物体碰撞前后动能不变，这样的碰撞叫弹性碰撞． (2)发生碰撞的两物体，若两物体的形变是非弹性的，碰后不能够完全恢复原状，两物体碰撞后动能减少，这样的碰撞叫非弹性碰撞． (3)若两物体碰后粘在一起，不再分开，此过程两物体损失的动能最大，这样的碰撞叫完全非弹性碰撞． 【例1】　一个质量为2 kg的小球A以v0＝3 m/s的速度与一个静止的、质量为1 kg的小球B正碰．试根据以下数据，分析碰撞性质． (1)碰后A、B的速度均为2 m/s. (2)碰后A的速度为1 m/s，B的速度为4 m/s.[来源:学*科*网Z*X*X*K][来源:学科网] 答案　(1)非弹性碰撞　(2)弹性碰撞 解析　碰前系统的动能Ek0＝＝9 J.[来源:学+科+网Z+X+X+K]mAv (1)当碰后A、B速度均为2 m/s时，碰后系统的动能 Ek＝mBv＋mAv ＝(×1×22) J＝6 J<Ek0×2×22＋ 故碰撞为非弹性碰撞． (2)当碰后vA＝1 m/s，vB＝4 m/s时，碰后系统的动能[来源:学科网ZXXK] Ek′＝mBv＋mAv ＝(×1×42) J＝9 J＝Ek0×2×12＋ 故碰撞为弹性碰撞． 二、动量和动量的变化 1．对动量的理解 (1)动量的矢量性：动量是矢量，它的方向与速度v的方向相同，遵循矢量运算法则． 动量是状态量，进行运算时必须明确是哪个物体在哪一状态(时刻)的动量． (2)动量具有相对性：由于速度与参考系的选择有关，一般以地球为参考系．[来源:学|科|网][来源:学科网ZXXK] (3)动量与动能的区别与联系： ①区别：动量是矢量，动能是标量． ②联系：动量和动能都是描述物体运动状态的物理量，大小关系为Ek＝.或p＝ 2．动量的变化(Δp) (1)Δp＝p′－p为矢量式． 若p′、p不在一条直线上，要用平行四边形定则求矢量差． 若p′、p在一条直线上，先规定正方向，再用正、负表示p′、p，则可用Δp＝p′－p＝mv′－mv进行代数运算． (2)动量变化的方向：与速度变化的方向相同． 【例2】　质量为0.5 kg的物体，运动速度为3 m/s，它在一个变力作用下速度变为7 m/s，方向和原来方向相反，则这段时间内动量的变化量为(　　)[来源:学科网ZXXK] A．5 kg·m/s，方向与原运动方向相反 B．5 kg·m/s，方向与原运动方向相同 C．2 kg·m/s，方向与原运动方向相反 D．2 kg·m/s，方向与原运动方向相同 答案　A 解析　以原来的方向为正方向，由定义式Δp＝mv′－mv得Δp＝(－7×0.5－3×0.5) kg·m/s＝－5 kg·m/s，负号表示Δp的方向与原运动方向相反． 借题发挥　关于动量变化量的求解 1．若初、末动量在同一直线上，则在选