内容正文:
1.1 动量
2025届高二物理组制
必修第三册
碰撞随处可见,说说你见过的碰撞现象有哪些?
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
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(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。
(1)使B球静止,拉起A球,放开A后与B碰撞。
(2)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。
(3)然后拉起B至某一高度后放开,撞击静止的C球。观察两球碰撞后速度变化。
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第一部分:寻求碰撞中的不变量
(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。
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【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?
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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:
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请简述实验方案设计方案?
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 Δx 为滑块上挡光片的宽度, Δt 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
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。
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(三)实验操作
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(四)数据分析
质量(g) 速度(v(cm/s))
次数 滑块A 滑块B A碰前v1 B碰前v2
A碰后v’1 B碰后v’2
1 270 168 79.0 0 45.8 45.8
2 89.0 0 54.1 54.1
3 142.4 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?
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……
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如何验证猜想?
1
2
3
0.169
0.092
0.214
0.128
0.547
0.335
0.213
0.201
0.240
0.237
0.384
0.382
2.926
1.046
3.296
1.235
5.274
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
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在物理学中,把物体的质量 m 和速度 v的乘积叫做物体的动量 p.
在国际单位制中,动量的单位是千克•米每秒( 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 = m