1.1 动量 课件 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

1.1动量 核心素养目标 2 【引入】 台球的碰撞 车辆的碰撞 3 台球的碰撞、汽车间的碰撞、微观粒子的碰撞，这些运动似乎有天壤之别。然而，物理学的研究表明，它们遵从相同的科学规律——动量守恒定律。 微观粒子间的碰撞 4 一、寻求碰撞中的不变量 【情境思考】 一个小球在光滑的水平面上碰撞一个形状和质量相同的小球时交换速度，那么 所有的碰撞都有这样的规律吗？ 提示：不是，碰撞前后，小球的质量与速度的乘积之和保持不变。 5 1．寻求碰撞中的不变量所用的实验器材有气垫导轨、_______、小车、数字计 数器、_____等。 2．本实验所说的“碰撞前”是指即将_____碰撞的那一_____，“碰撞后”是指碰 撞_______的那一时刻。 3．分析总结实验的数据，计算两辆小车碰撞前后的动能之和___相等，但是质 量与速度的乘积之和基本_____。 光电门 天平 发生 刚结束 不 不变 时刻 6 1．实验现象 (1)实验装置如下图所示。把两个完全相同的小钢球用两根长度相等的细线悬挂起来，B小球静止，拉起A小球，放开后它们相碰。 可以看到：碰撞后，A球的速度__________地“传给”了B球。 大小不变　 寻求碰撞中的不变量 返回导航 第一章　动量守恒定律 物理（选择性必修·第一册 RJ） (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。我们可以看到，碰撞后B球获得______的速度。 (3)猜想：①两个物体碰撞前后______之和可能不变。 ②两个物体碰撞前后______与______的乘积之和可能是不变的。 较大　 动能　 速度　 质量　 返回导航 第一章　动量守恒定律 物理（选择性必修·第一册 RJ） 2．实验：寻求碰撞中的不变量 (1)实验器材有气垫导轨、________、小车、数字计数器、______等。 (2)本实验所说的“碰撞前”是指即将______碰撞的那一______，“碰撞后”是指碰撞________的那一时刻。 (3)分析总结实验的数据，计算两辆小车碰撞前后的动能之和____相等，但是质量与速度的乘积之和基本______。 光电门　 天平　 发生　 时刻　 刚结束　 不　 不变　 返回导航 第一章　动量守恒定律 物理（选择性必修·第一册 RJ） A B A B 2、入射球的质量越大，碰撞效果越明显。 碰撞效果与速度和质量有关 1、将小球拉起的高度越高，碰撞前入射球的速度就越大，碰撞效果越明显。 A B A B 10 猜想１： 猜想２： 猜想３： 碰撞中的规律直接体现在碰撞的效果上。 既然质量和速度都能影响碰撞的效果，那么，碰撞中的不变量，必然既和质量有关，也和速度有关。猜一猜，碰撞前后系统的不变量可能是什么？ 其实就是质量和速度怎么组合的问题。 11 思考：若想验证我们的猜想哪一个正确，需要测量哪些物理量？ ①用天平测量物体的质量 ②测量两个物体在碰撞前后的速度 可以用哪些方法测量物体的速度？ 速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用光电门、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。 12 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。 速度的测量： ，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。 13 L 碰撞滑块 气垫导轨 实验时左边滑块运动，碰撞右边静止的滑块 光电门测速：测出滑块经过光电门的时间t，则滑块匀速运动的速度为v=L/t。 14 实验方案： 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。下表中的数据是某次实验时采集的。其中，m1 是运动小车的质量，m2是静止小车的质量 ；v 是运动小车碰撞前的速度，v′是碰撞后两辆小车的共同速度 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。 15 二、动量的变化量 情境引入 假如某节体能训练课上，夏明同学把一个充气后直径较大的乳胶球，以一定速度投向队友，队友将球接住（如图），另外一次是将乳胶球的气体放掉一部分，再以与第一次相同的速度再次投向队友，队友仍然将球接住。 16 问题引领 1.假如你是夏明的队友，两次接球的感觉一样吗？ [答案] 感觉是不一样的，两次的差异在于，第二次比第一次更容易接住。 2.每次你刚接触球时，球的动量是否相同，如果不同，区别在哪里？ [答案] 不同，动量与质量有关，第二次的质量小，因此动量也小。 3.两次接球过程中，球的动量是否变化了，变化量相同吗？ [答案] 动量发生了变化，变化量不同。 17 知识生成 末动量 初动量 平行四边形定则 18 4.动量和动能的比较 比较项 动量 动能 物理意义 描述机械运动状态的物理量 定义式 p=mv Ek= mv2 标矢性 矢量 标量 换算关系 总结 1、定义： 在物理学中，物体的质量m和速度v的乘积叫做动量。 2、定义式： p= mv 3、单位： 千克米每秒，符号是 kg·m/s 5、对动量的理解： （1）矢量性 运算遵循平行四边形定则 （2）瞬时性 动量是状态量 v对应瞬时速度 （3）相对性 物体的动量与参照物的选择有关，一般为对地速度 （方向与速度方向相同） 4、物理意义： 从动力学的角度描述物体运动的状态 20 一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量是否变化了？如果变化，变化了多少？ 思考 解析 m m 碰撞前钢球动量 p1=mv1=0.1×6 kg·m/s=0.6 kg·m/s 碰撞后钢球动量 p2=m(-v2)=0.1×(-6 )kg·m/s= - 0.6 kg·m/s 碰撞前后钢球的动量变化 Δp=p2-p1= (- 0.6 kg·m/s) - (6 kg·m/s)= - 1.2 kg·m/s 取水平向右为正方向 正方向 p1 p2 Δp 或 Δp=p2-p1= m(- v2) - mv1= - 1.2 kg·m/s 21 课堂素养达标 22 23 24 3.质量为5kg的小球以5m/s的速度竖直落到地板上，随后以3m/s的速度反向弹回，若取竖直向下的方向为正方向，则小球动量的变化为（ ） A．10kg·m/s B． - 10kg·m/s C．40kg·m/s D． - 40kg·m/s D 25 小结 1、探究碰撞中的不变量 2、动量 3、动量的变化量 4、动量、动能、动量变化量之间的关系 26 1．理解动量的概念，知道动量和动量的变化量均为矢量；会计算一维情况下的动量变化量。 2．理解冲量的概念，知道冲量是矢量。 3．理解动量定理的确切含义及其表达式。 4．会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活现象。 1．质量为m的物体放在光滑水平地面上，在与水平方向成θ角的恒定推力F作用下，由静止开始运动，在时间t内推力的冲量和重力的冲量大小分别为(　　) A．Ft；0　　　　　　　 B．Ft cos θ；0 C．Ft；mgt D．Ft cos θ；mgt 【解析】选C。在时间t内推力的冲量I＝Ft，重力的冲量I′＝mgt，故C正确，A、B、D错误。 2.甲、乙两质量不同的物体，分别受到恒力作用后，其动量p与时间t的关系图像如图所示，则甲、乙所受合外力F甲与F乙的关系是(图中甲、乙两直线平行)(　　) A．F甲＜F乙 B．F甲＝F乙 C．F甲＞F乙 D．无法比较F甲和F乙的大小 【解析】选B。根据动量定理可得Ft＝p－p0，即p＝Ft＋p0，图像的斜率表示外力F，从图中可知两条直线相互平行，即斜率相同，故F甲＝F乙，B正确。 $$