第01讲 动量-【帮课堂】2022-2023学年高二物理同步精品讲义（人教2019选择性必修一）

第01节 动量 ( 目标导航 ) 课程标准 课标解读 1．一维两个物体碰撞前后的速度的测量方法； 2．理解动量概念及其矢量性。 1．认识一维碰撞。 2．掌握在同一条直线上运动的两个物体碰撞前、后速度的测量方法。 3．通过实验得到一维碰撞中的不变量表达式。 4．会计算一维情况下的动量及其变化量。 5．会计算非一维状态下的物体的动量变化量。 ( 知识精讲 ) 知识点01 寻求碰撞中的不变量 1．实验探究的基本思路 (1)碰撞中的特殊情况——一维碰撞 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．高中阶段仅限于用一维碰撞进行研究．在一维碰撞的情况下，与物体运动有关的物理量只有物体的质量和速度，因此实验要测量物体的质量和速度． (2)寻找碰撞中的不变量 ①碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们寻找的“不变量”． ②必须在多种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们寻找的“不变量”． ③猜想：在一维碰撞的情况下，设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前的速度分别为v1、v2，碰撞后的速度分别为v1′、v2′.如果速度与规定的正方向一致，则速度取正值，否则取负值． (ⅰ)碰撞中的不变量可能是质量与速度的乘积，那么就相应验证：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′. (ⅱ)碰撞中的不变量可能是质量与速度的二次方的乘积，那么就相应验证：m1v＋m2v＝m1v1′2＋m2v2′2. (ⅲ)碰撞中的不变量也许是物体的速度与质量的比值，那么就相应地验证：＋＝＋. 当然还有其他可能，依次进行验证． 2．实验探究方案 【方案1】利用等长悬线悬挂等大小的小球实现一维碰撞 实验步骤： (1)按下图所示安装实验装置： (2)质量的测量：用天平测量质量． (3)速度的测量：可以测量小球被拉起的角度，根据机械能守恒定律算出小球碰撞前对应的速度；测量碰撞后两小球分别摆起的对应角度，根据机械能守恒定律算出碰撞后对应的两小球的速度． (4)不同碰撞情况的实现：用贴胶布的方法增大两小球碰撞时的能量损失． 注意：利用摆球测定的方法： 根据机械能守恒定律得到摆球在最低点的速度：mgL(1－cos θ)＝mv2，得：v＝. 【即学即练1】(多选)某同学利用如图所示的装置探究碰撞过程中的不变量，下列说法正确的是(　　) A．悬挂两球的细绳长度要适当，可以不等长 B．由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度 C．两小球必须都是钢性球，且质量相同 D．两小球碰后可以黏合在一起共同运动 【方案2】用气垫导轨完成两个滑块的一维碰撞 实验步骤 (1)按下图所示安装气垫导轨． (2)调节气垫导轨水平，并使光电计时器系统正常工作． (3)在滑块1上装上挡光片并测出其长度l. (4)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸)． (5)用天平测出滑块1和滑块2的质量m1、m2. (6)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(这时光电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. (7)先根据v＝计算滑块1碰撞前的速度v1及碰后两者的共同速度v；再计算两滑块碰撞前后的动量，并比较两滑块碰撞前后的动量的矢量和． 【即学即练2】在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量实验中，下列哪些因素可导致实验误差(　　) A．导轨安放不水平　　　 B．滑块上挡光板倾斜 C．两滑块质量不相等 D．两滑块碰后连在一起 知识点02 动量 1．定义：物体质量和速度的乘积，用字母p表示，p＝mv. 2．动量的矢量性：动量既有大小，又有方向，是矢量．动量的方向与速度的方向一致，运算遵循矢量运算法则． 3．单位：国际单位是千克·米每秒，符号是kg·m/s. 4．动量具有相对性：选取不同的参考系，同一物体的速度可能不同，物体的动量也就不同，即动量具有相对性．通常在不说明参考系的情况下，物体的动量是指相对地面的动量． 【知识拓展】 动量与速度、动能的区别和联系 动量与速度 动量与动能 区别 ①动量在描述物体运动方面更进一步，更能体现运动物体的作用效果 ②速度描述物体运动的快慢和方向 ①动量是矢量，从运动物体的作用效果方面描述物体的状态 ②动能是标量，从能量的角度描述物体的状态 联系 ①动量和速度都是描述物体运动状态的物理量，都是矢量，动量的方向与速度方向相同，且 p＝mv ②动量和动能都是描述物体运动状态的物理量，且p＝或Ek＝ 【即学即练3】(多选)关于物体的动量，下列说法中正确的是(　　) A．惯性越大的物体，它的动量也越大 B．动量大的物体，它的速度不一定大 C．物体的速度大小不变，则其动量也保持不变 D．运动物体在任一时刻的