1.1动量 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第 节 1 高中物理 选择性必修一 第一章 杨孝波 动量 1 火车车厢之间的挂钩靠碰撞连接 台球由于碰撞而改变运动状态 汽车碰撞试验 思考：以上实例中，物体都发生了什么相互作用？ 碰撞 新课引入 我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动。这种碰撞叫做一维碰撞。 火车车厢之间的挂钩靠碰撞连接 新课引入 台球的碰撞、汽车间的碰撞、微观粒子的碰撞，这些运动似乎有天壤之别。然而，物理学的研究表明，它们遵从相同的科学规律。 碰撞： 物体之间在极短时间内的相互作用。 汽车碰撞测试 微粒子碰撞 击打台球 思考：1. 碰撞前后会不会有什么物理量保持不变？ 2. 如果有，这个量会是什么？ 一、寻求碰撞中的不变量 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，B球运动的高度会有什么特点？ 结论：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。A的速度传递给了B 猜想：碰撞前后，两球速度之和是不变的？ 一、寻求碰撞中的不变量—实验（一） 将上面实验中的A球换成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。 实验结论：B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 猜想：碰撞前后，两球速度之和并不是不变的，两球碰撞前后的速度变化跟它们的质量有关系。 一、寻求碰撞中的不变量—实验（一） 问题：碰撞前后会不会有什么物理量保持不变？ 7 设计实验 通过放置在滑轨上的两辆小车来验证猜想，使用天平测量出两小车的质量，并利用光电门传感器测量出两小车的碰撞前、后的速度。 两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动。这种碰撞叫做一维碰撞，也称之为正碰，对心碰撞。 一、寻求碰撞中的不变量—实验（二） 7 一、寻求碰撞中的不变量—实验（二） 9 实验数据分析： 碰撞前、后两小车的“mv” 物理量，未发生变化；而其余两个物理量发生较大改变。 碰撞前 碰撞后 质量 m1 m2 m1 m2 0.45 0.25 0.45 0.25 速度 v1 v2 v1’ v2’ 0.32 0.00 0.20 0.20 mv m1v1+m2v2 m1v1’+m2v2’ 0.14 0.14 mv 0.05 0.03 v/m 0.71 1.24 2 一、寻求碰撞中的不变量—实验（二） 实验结论：此实验中两辆小车碰撞前后，动能之和并不相等，但是质量与速度的乘积（mv）之和却基本不变。 9 在物理学中，把物体的质量 m 和速度 ʋ的乘积叫做物体的动量 p，用公式表示为 在国际单位制中，动量的单位是千克•米每秒，符号是 kg•m/s 是状态量，与某一时刻相对应。速度取瞬时速度。 1. 定义： p = mʋ 2. 单位： 3. 对动量的理解 (2) 瞬时性: (1) 矢量性: 方向由速度方向决定，与该时刻的速度方向相同 (3) 相对性: 与参考系的选择有关，一般以地球为参考系。速度v为物体的对地速度 规定正方向！！！ 二、动量 v1 m1 m2 v2 10 【例1】一个质量m= 0.1 kg 的钢球，以ʋ = 6 m/s 的速度水平向右运动，碰到一个坚硬物后被弹回，沿着同一直线以ʋ'= 6 m/s 的速度水平向左运动，如图所示。碰撞前后钢球的动量各是多少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？ 解：取水平向右为坐标轴的方向。碰撞前钢球的速度为6m/s，碰撞前钢球的动量为： 碰撞后钢球的速度为v'=-6m/s，碰撞后钢球的动量为： 碰撞前后钢球动量的变化量为： 动量的变化量是矢量，求得的数值为负值，表示它的方向与坐标轴的方向相反，即∆p的方向水平向左。 二、动量 定义：物体的末动量与初动量的矢量差叫做物体动量的变化。 (2) 公式：Δ p = mΔʋ 4. 动量的变化(Δ p) 通过例1，你能总结一下你计算这个例题收获了哪些知识吗？ (3)方向：动量是矢量，计算动量变化前要选择坐标轴方向，数值正负表示∆p方向， 方向与Δʋ的方向相同。 (4)运算：同一直线上动量变化的运算 思考：如果物体不沿直线运动，动量的变化如何计算？ P P′ ΔP P P′ ΔP P′ ΔP P 二、动量 思考1：试讨论以下几种运动的动量变化情况 物体做匀速直线运动 物体做自由落体运动 物体做平抛运动 物体做匀速圆周运动 动量大小、方向均不变 动量方向不变，大小随时间推移而增大 动量方向时刻改变，大小随时间推移而增大 动量方向时刻改变，大小不变 动量变化的三种情况： 大小变化、方向改变或大小和方向都改变。