内容正文:
人教版普通高中物理 选择性必修第一册
1.1 动 量
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生活中的碰撞现象
车辆的碰撞
生活中的碰撞现象
打台球
生活中的碰撞现象
打网球
碰撞过程中,遵循什么样的物理规律呢?
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。
研究背景
探究1: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。
一、寻求碰撞中的不变量
实验现象:可以看到,碰撞后 A 球停止运动而静止,B 球开始运动,最终摆到和 A 拉起时同样的高度。
实验现象:可以看到,碰撞后 B 球获得较大的速度,摆起的最大高度大于 C 球被拉起时的高度。
对比两次碰撞的结果发现,碰撞效果与速度和质量有关,这其中是否存在一个不变的量呢?下面我们通过实验数据来研究上述问题。
一、寻求碰撞中的不变量
探究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。
设两个物体的质量分别为,碰撞前它们速度分别为,碰撞后的速度分别为
……
一、寻求碰撞中的不变量
一、寻求碰撞中的不变量
一、寻求碰撞中的不变量
实验操作
碰撞前
碰撞后
碰撞前
碰撞后
0.33
0.32
0.34
0.33
0.41
0.40
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之和却基本不变。
实验结论:
mv这个物理量具有特别的意义
动量
表 两辆小车的质量和碰撞前后的速度
一、寻求碰撞中的不变量
二、动量
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 = mv
3. 单位:
4. 对动量的理解
(2) 瞬时性:
(1) 矢量性:
矢量,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。
2. 定义式:
三、动量的变化量p
1.某段运动过程(或时间间隔)末状态的动量 p′跟初状态
的动量 p的矢量差,称为动量的变化(或动量的增量),
即
2.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。
p
p,′
p = p' - p
3.同一直线上动量变化的运算:
Δp
p
Δp
p,′
p
p ,′
v
v′
p = p' - p
三、动量的变化量p
P
P′
不在同一直线上的动量变化的运算,遵循平行四边形定则:
ΔP
P
P′
ΔP
也称三角形法则:从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端
四、动量和动能的比较
项目 动量 动能
物理意义
表达式
标矢性
换算关系
描述机械运动状态的物理量
p = mv
矢量
标量
,
【例1】(多选)若一个物体的动量发生了变化,则物体运动的 ( )
A.速度大小一定改变了
B.速度方向一定改变了
C.速度一定变化了
D.加速度一定不为零
巩固提升
CD
例题2:一个质量是1kg的钢球,以6m/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6m/s的速度水平向左运动(如图),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?动能变化了多少。
解:规定初速度方向为正方向
Δp方向水平向左
例3.如图所示,两个质量相等的小物体A、B分别从同一高度沿倾角不同的两光滑固定斜面上无初速度滑下,在两物体分别下滑到斜面底端时,下列说法中正确的是( )
A.两物体的动量相同
B.两物体的速度相同
C.两物体的动能相同
D.两物体动量的变化量相同
C
例4.如图所示,轻杆一端固定,另一端连接一个质量为m的小球.小球以速率v在竖直平面内沿顺时针方向匀速转动,取向右为正方向,在小球从最高点运动到最低点的过程中,
小球的动量变化量为________,
动能变化量为________.
-2mv
0
小结
动量
公式
单位
三性
动量和动能
动量的变化
表示为:p=mv
国际单位制:千克米每秒( kg•m/s)
(1) 矢量性
(2) 瞬时性
(3) 相对性
定量关系:
(1) 公式:Δ p = mΔʋ
(2)方向:与Δʋ的方向相同
(3)预算:代数运算或平行四边形定则
Lavf57.83.100
Lavf58.12.100
$$