1.1 动量 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

普通高中物理 选择性必修 第1册 1.1 动 量 一、碰撞 1、定义: 2、特点: 两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非常大的相互作用力的过程叫作碰撞。 a、相互作用的时间极短 b、相互作用力非常大,其他外力可以忽略 c、一般可以认为在“原位置”发生,碰撞过程位移可以忽略 3、分类: 一维碰撞—— 二维碰撞—— 碰撞前后物体速度在同一条直线上 碰撞前后物体速度在同一个平面上 问题:碰撞前后会不会也有什么量保持不变? 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。 问 题 从实验的现象似乎可以得出:碰撞后,A 球的速度大小不变地“传给”了 B 球。这意味着,碰撞前后,两球速度之和是不变的。 为什么会发生这样的现象呢? 拉起 A 球,然后放开,该球与静止的 B 球发生碰撞。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球拉起时同样的高度。 那么所有的碰撞都有这样的规律吗? 演 示 如图,将上面实验中的A球换成C球,但使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。我们可以看到,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。 从实验可以看出,质量大的C球与质量小的B球碰撞后,B球得到的速度比C球碰撞前的速度大,两球碰撞前后的速度之和并不相等。 寻求碰撞中的不变量 仔细观察你会发现,两球碰撞前后的速度变化跟它们的质量有关系。质量大、速度较小的C球,使质量小的B球获得了较大的速度。 对于上述实验的现象,两个物体碰撞前后不是速度之和不变,那会是什么物理量保持不变呢? 但猜想是否正确,还是需要通过实验事实来检验! 1、有的同学猜想:碰撞前后两物体的动能之和不变; 2、有的同学猜想:碰撞前后两物体的质量与速度的乘积之和不变。 下面我们下面的实验通过定量测量和分析实验数据来研究上述问题。 表两辆小车的质量和碰撞前后的速度 0.102 0.049 0.112 0.043 0.117 0.064 1、有的同学猜想:碰撞前后两物体的动能之和不变; 2、有的同学猜想:碰撞前后两物体的质量与速度的乘积之和不变。 0.326 0.319 0.340 0.328 0.411 0.397 √ 同学们试算一算,看哪一种猜想正确? 实验数据表明:这个实验中,两辆小车碰撞前后,动能之和并不相等;但是,在误差允许的范围内,质量与速度的乘积之和保持不变。 上面的实验告诉我们,对于发生碰撞的两个物体来说,它们的mv之和在碰撞前后可能是不变的。历史上,这个结论让科学家意识到,mv 这个物理量对物理学的理论研究有着具有特别的意义。 1.定义:物理学中把质量和速度的乘积mv 叫做物体的动量(momentum),用字母 p 表示。 p=mv 3.单位:动量的单位是由质量的单位与速度的单位构成的,是千克 米每秒,符号是 kg m/s。 2.表达式: 二、动量 4.动量是矢量,动量的方向与速度方向相同。 5.动量是描述物体运动状态的物理量,是状态量; 6.动量是相对的,与参考系的选择有关。 注意:物体的动量,总是指物体在某一时刻的动量,即具有瞬时性,故在计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度 【例1】关于动量的概念,下列说法正确是( ) A.动量大的物体惯性一定大 B.动量大的物体运动一定快 C.动量相同的物体运动方向一定相同 D.动量相同的物体速度小的惯性大 CD 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: P P P′ P P′ P P′ P P′ P′ 三、动量变化量 P P′ 不在同一直线上的动量变化的运算,遵循平行四边形则: P P P′ P 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 动量的变化 p 1、一个质量是0.1kg的钢球,以5m/s的速度水平向右运动,碰到一块坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以5m/s的速度水平向左运动,碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少?方向如何? 规定正方向 P P′ P 课堂练习 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 讨论一下动量和动能的关系 1.动量和动能都是描述物体运动过程中的某一状态 2.动量是矢量,动能是标量 动量发生变化时,动能不一定发生变化,动能发生变化时,动量一定发生变化 3.定量关系 动量发生变化 速度大小改变方向