内容正文:
第一章 动量与动量守恒定律
1
1.动量
2
1.认识常见的碰撞现象,了解历史上对碰撞的研究。2.能够通过实验探究碰撞过程的守恒量。3.理解动量、动量的改变量及其矢量性,会计算物体的动量及动量的改变量。
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4
很短
运动状态
质量m
速度v
同一个方向的总和
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相等
保持不变
守恒
质量
速度
p=mv
速度
千克米每秒
kg·m/s
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1.判一判
(1)动量越大的物体,其速度越大。( )
(2)一个物体的运动状态发生变化,它的动量一定发生改变。( )
(3)动量是矢量,其方向与物体速度的方向相同。( )
提示:由动量定义式p=mv知,动量大的物体,其速度不一定大。
提示:描述物体运动状态的物理量是速度,动量是质量和速度的乘积,物体质量不变,速度发生改变,则它的动量一定发生改变。
提示:根据动量定义式p=mv,可知其方向与物体速度的方向相同。
√
×
√
提示
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提示
2.想一想
质量相同的两个物体动能相同,它们的动量也一定相同吗?
提示:不一定。动量是矢量,有方向,而动能是标量,无方向。质量相同的两个物体动能相同,速度大小一定相同,但速度方向不一定相同。
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探究 动量
仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。
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提示
活动1:荷兰物理学家惠更斯用弹性摆球做过如图甲所示的碰撞实验,实验中两个弹性球A、B的质量相同。在这个实验中惠更斯定义了“运动量”——物体的质量m和速度v的乘积。根据实验现象可得出什么结论?
提示:由于碰撞前后瞬间物体速度在同一直线上,我们选定A球初速度方向为正方向,用mA、mB表示A、B两球的质量,用vA、vB表示碰撞前瞬间A、B两球的速度,vA′、vB′表示碰撞后瞬间A、B两球的速度。
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提示
在实验一中,碰撞前运动量mAvA+mBvB=mv-mv=0,碰撞后的运动量mAvA′+mBvB′=-mv+mv=0,即两个小球所具有的运动量在水平方向的总和保持不变。
在实验二中,碰撞前运动量mAvA+mBvB=mv+0=mv,碰撞后的运动量mAvA′+mBvB′=0+mv=mv,两个小球所具有的运动量在水平方向的总和仍保持不变。
所以可得出结论:每个物体所具有的“运动量”在碰撞时可以增多或减少,但是它们的量值在同一个方向的总和却保持不变。
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提示
活动2:惠更斯用两个相同的弹性球所做的实验,其结论具有普遍意义吗?请根据图乙装置设计实验,进一步探究碰撞前后物体运动量变化遵循的规律(须写出实验方案,并设计合理的数据记录表格)。
提示:没有。
(1)先用天平分别测出带弹簧片的滑块1、滑块2的质量m1、m2,然后用手推动滑块1,使其获得初速度v1,与静止的滑块2相碰(相碰时,两弹簧片要正对)。测定碰撞前后两滑块的速度大小,算出相关数据,填入设计的表格中。
(2)再换用不带弹簧片的两滑块按照上面的步骤进行实验,并读取实验数据,填入设计的表格中。
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(3)将两滑块上的弹簧片换成橡皮泥,用天平分别测出滑块1、滑块2的质量。使有橡皮泥的两端正对,让滑块1与滑块2相碰,测算出相关数据,并填入设计的表格中。
(4)通过对实验结果的分析,得出结论。
数据记录表格如下
表 碰撞前后运动量的计算
提示
次数 1 2 3
滑块质量 m1
m2
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注:表格中质量的单位用kg,速度的单位用m/s,“运动量”的单位用kg·m/s。
提示
碰前 速度 v1
v2
运动量 m1v1
m2v2
运动量之和 m1v1+m2v2
碰后 速度 v1′
v2′
运动量 m1v1′
m2v2′
运动量之和 m1v1′+m2v2′
运动量的改变量 (m1v1′+m2v2′)-(m1v1+m2v2)
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1.动量
(1)大量实验表明,两个物体相互碰撞时,碰前运动量的总和(mAvA+mBvB)与碰后运动量的总和(mAvA′+mBvB′)总是相等的,即质量m与速度v乘积的矢量和在碰撞过程中保持不变,或者说守恒。
(2)物体的质量和速度的乘积叫作物体的动量,用字母p表示,p=mv,动量的单位是千克米每秒,符号为kg·m/s。
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2.对动量的理解
(1)动量是一个状态量。计算动量时,要明确是哪一个物体在哪一个时刻(位置)的动量。公式p=mv