内容正文:
第一章 动量与动量守恒定律
1 动 量
[学习目标]
1.了解历史上对碰撞现象的研究。
2.通过实验探究碰撞中的守恒量。
3.了解动量的概念,理解其物理意义。
探究·必备知识
物理
知识点一 常见的碰撞现象
碰撞:做相对运动的两个(或几个)物体相遇并发生
,在很短的时间内,它们的 会发生显著变化的过程。
相互作用
运动状态
探究·必备知识
突破·关键能力
检测·学习效果
实践应用
知识点二 历史上对碰撞现象的研究
1.最早发表有关碰撞研究成果的物理学家是 ,其成果蕴含了 守恒的思想。
2.惠更斯用弹性摆球做碰撞实验发现:两个小球所具有的运动量在 方向的总和保持不变。
马尔西
运动量
水平
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实践应用
知识点三 探究碰撞过程的守恒量
1.实验装置
为了研究水平方向的一维碰撞,气垫导轨必须调 。
(1)质量的测量:用 测量带弹簧片的滑块的质量。
水平
天平
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检测·学习效果
实践应用
2.实验结论:此实验中两滑块碰撞前后质量和速度乘积的矢量和 。
3.动量
(1)定义:质量m与速度v的 ,即p= 。
(2)单位:在国际单位制中,动量的单位是 ,符号是 。
(3)标矢性:动量是 ,其方向跟速度的方向 ,是状态量。
保持不变
乘积
mv
千克米每秒
kg·m/s
矢量
相同
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1.思考判断
(1)“探究碰撞过程的守恒量”实验中的守恒量是系统中物体各自的质量m与速度v乘积的矢量和。( )
(2)动量的方向与物体的速度方向相同。( )
(3)物体的质量越大,动量一定越大。( )
(4)物体的动量相同,其动能一定也相同。( )
√
√
×
×
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2.思维探究
(1)用气垫导轨做碰撞实验时,如何得到滑块的速度大小?
答案:挡光条宽度与挡光时间的比值。
(2)在一维运动中,动量正负的含义是什么?
答案:正负号仅表示方向,不表示大小。正号表示动量的方向与规定的正方向相同,负号表示动量的方向与规定的正方向相反。
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实践应用
突破·关键能力
物理
要点一 实验:探究碰撞过程的守恒量
1.实验目的
(1)探究两个物体碰撞前后守恒的物理量。
(2)通过实验探究,经历寻找碰撞中守恒量的过程。
(3)领会实验的基本思路,培养数据采集和分析的技能。
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2.实验方案
方案一:利用气垫导轨实现一维碰撞,滑块的速度可以用光电计时器测出。不同的质量可以通过在滑块上加重物的方法实现。
方案二:将方案一中两滑块上的弹簧片换成橡皮泥,再进行实验。
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3.数据处理
(1)将实验中测得的物理量填入如下表格。
方案一表格
项目 碰撞前 碰撞后
质量 m1 m2 m1 m2
速度 v1 v2 v1′ v2′
mv m1v1+m2v2 m1v1′+m2v2′
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方案二表格
项目 碰撞前 碰撞后
质量 m1 m2 m1+m2
速度 v1 v2 v
mv m1v1+m2v2 (m1+m2)v
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突破·关键能力
检测·学习效果
实践应用
(2)结论:在实验误差允许的范围内,碰撞前后不变的量是物体的质量m与速度v的乘积的矢量和,即m1v1+m2v2=
m1v1′+m2v2′或m1v1+m2v2=(m1+m2)v。
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4.误差分析
类型 产生原因 减小方法
偶然
误差 主要来源于对质量m和速度v的测量 多次测量求平均值
系统
误差 (1)碰撞是否为一维碰撞。
(2)碰撞过程中是否受其他力的影响,如气垫导轨安装不水平
时,滑块会受重力的分力影响 设计实验方案时应保证碰撞为一维碰撞,气垫导轨必须调水平
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5.注意事项
(1)保证两物体发生的是一维碰撞,即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。
(2)气垫导轨是一种精度较高的现代化教学仪器。切忌震动、重压,严防碰伤和划伤,绝对禁止在不通气的情况下将滑块在导轨面上滑动。
(3)若利用气垫导轨进行实验,调整气垫导轨时注意利用水平仪确保导轨水平。
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