1.1动量（课件）2026-2027学年高二物理人教版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦动量概念及碰撞中的守恒量，通过牛顿摆、火车挂钩等生活实例导入碰撞问题，再设计悬挂钢球碰撞、气垫导轨小车碰撞实验探究不变量，逐步引出动量定义，构建从现象到实验到概念的学习支架。 其亮点是以科学探究为主线，通过对比实验（不同质量钢球碰撞、气垫导轨小车碰撞）和数据分析（mv乘积守恒）培养科学思维，结合羽毛球击球等例题深化物理观念。学生能提升探究能力和概念理解，教师可依托结构化资源实施高效教学。

选择性必修一 1.动量 第一章 动量守恒定律 授课教师：YANG 1 牛顿摆是由法国物理学家伊丹·马略特（Edme Mariotte）最早于1676年提出的。 新课引入 火车车厢之间的挂钩靠碰撞连接 台球由于碰撞而改变运动状态 汽车碰撞试验 思考：以上实例中，物体都发生了什么相互作用？ 碰撞 新课引入 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。 问题：碰撞前后会不会有什么物理量保持不变？ 一、寻求碰撞中的不变量—一维碰撞 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。 再将上面实验中的A球换成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。 一、寻求碰撞中的不变量—实验一 　 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—实验一 如图， 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。 一、寻求碰撞中的不变量—实验二 一、寻求碰撞中的不变量—实验二 9 实验数据分析： 碰撞前、后两小车的“mv” 物理量，未发生变化；而其余两个物理量发生较大改变。 碰撞前 碰撞后 质量 m1 m2 m1 m2 0.45 0.25 0.45 0.25 速度 v1 v2 v1’ v2’ 0.32 0.00 0.20 0.20 mv m1v1+m2v2 m1v1’+m2v2’ 0.14 0.14 mv 0.05 0.03 v/m 0.71 1.24 2 实验结论：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（mv）之和却基本不变。 一、寻求碰撞中的不变量—实验二 9 某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。 一、寻求碰撞中的不变量—练习 (1)下面是实验的主要步骤： ①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ②向气垫导轨通入压缩空气； ③接通数字计时器； ④把滑块2静止放在气垫导轨的中间； ⑤使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； 一、寻求碰撞中的不变量—练习 ⑥释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧有固定弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2，两滑块通过光电门后依次被制动； ⑦读出滑块通过两个光电门的挡光时间：滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1＝10.01 ms，通过光电门2的挡光时间Δt2＝49.99 ms，滑块2通过光电门2的挡光时间Δt3＝8.35 ms； ⑧测出挡光片的宽度d＝5 mm，测得滑块1的质量为m1＝300 g，滑块2(包括弹簧)质量为m2＝200 g。 一、寻求碰撞中的不变量—练习 (2)数据处理与实验结论： ①实验中气垫导轨的作用是： A．________________________________________________； B．______________________________。 ②碰撞前滑块1的速度v1为_______ m/s；碰撞后滑块1的速度v2为________ m/s；滑块2的速度v3为________ m/s。(结果保留两位有效数字) 大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差 保证两个滑块的碰撞是一维的 0.50　 0.10　 0.60 一、寻求碰撞中的不变量—练习 ③在误差允许的范围内，通过本实验，同学们可以探究出哪些物理量是不变的？通过对实验数据的分析说明理由。(至少回答两个不变量) a．_________________________________________________________； _________________________________________________________。 b．_________________________________________________________； _________________________________________________________。 [答案]　 ③见解析 一、寻求碰撞中的不变量—练习 一、寻求碰撞中的不变量—练习 一、寻求碰撞中的不变量—练习 一、寻求碰撞中的不变量—练习 在物理学中，把物体的质量 m 和速度 ʋ的乘积叫做物体的动量 p，用公式表示为 在国际单位制中，动量的单位是千克•米每秒，符号是 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 = mʋ 2. 单位： 3. 对动量的理解 (2) 瞬时性: (1) 矢量性: 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 规定正方向！！！ v1 m1 m2 v2 二、动量—概念(P4) 18 定义：物体的末动量与初动量的矢量差叫做物体动量的变化。 (2) 公式：Δ p = mΔʋ=P2-P1 4. 动量的变化(Δ p) (3)方向：动量是矢量，计算动量变化前要规定正方向，数值正负表示∆p方向， 方向与Δʋ的方向相同。 二、动量—动量的变化 v1 m1 m2 v2 动能 动量 区别 定义 物体由于运动而具有的能 物体质量与速度的乘积 公式 p＝mv 单位 焦耳（J） 千克米每秒（kg·m/s） 标、矢量 标量 矢量 运算法则 代数运算法则 平行四边形定则 变化情况 v 变化（方向）， Ek 不一定变化 v 变化，p 一定变化 联系 都是状态量、相对量，两者大小关系： 5、动量与动能区别和联系 二、动量—动量和动能区别 20 动量大小、方向 均不变 动量方向不变， 大小增大 动量方向时刻改变，大小增大 动量方向时刻改变，大小不变 ①汽车做匀速直线运动 ②运动员做自由下落 ③篮球做平抛运动 ④飞椅做匀速圆周运动 思考:1.讨论以下几种运动的动量和动能的变化情况? 动能不变 动能增大 动能增大 动能不变 二、动量—动量和动能的变化 21 2021年世界羽毛球锦标赛为期8天，从12月12日持续至12月19日结束。 某次训练中，羽毛球飞来的速度为90 km/h，某运动员将球以342 km/h的速度反向击回。已知羽毛球的质量为5 g，试求： (1)击球过程中羽毛球的动量变化量。 [答案]　(1)0.600 kg·m/s，方向与羽毛球被击回的方向相同　 二、动量—练习 二、动量—练习 所以羽毛球动量的变化量为 Δp＝p2－p1＝0.475 kg·m/s－(－0.125 kg·m/s)＝0.600 kg·m/s 即羽毛球动量的变化量大小为0.600 kg·m/s，方向与羽毛球被击回的方向相同。 二、动量—练习 (2)在这次扣杀中，羽毛球的速度变化量、动能变化量各是多大？ [答案]　(2)120 m/s　21 J 二、动量—练习 2.下列关于动量的说法正确的是(　　) A．质量大的物体动量一定大 B．速度大的物体动量一定大 C．两物体动能相等，动量不一定相等 D．两物体动能相等，动量一定相等 C 二、动量—练习 二、动量—练习 3．质量为0.5 kg的物体，运动速度为3 m/s，它在一个变力作用下速度变为7 m/s，方向和原来的运动方向相反，则这段时间内动量的变化量为(　　) A．5 kg·m/s，方向与原运动方向相反 B．5 kg·m/s，方向与原运动方向相同 C．2 kg·m/s，方向与原运动方向相反 D．2 kg·m/s，方向与原运动方向相同 A 二、动量—练习 解析：以原来运动的方向为正方向，由Δp＝mv′－mv得Δp＝(－0.5×7－0.5×3) kg·m/s＝－5 kg·m/s，负号表示Δp的方向与原运动方向相反。 二、动量—练习 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 课堂总结 1．(多选)在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量的实验中，哪些因素可导致实验误差(　　) A．导轨安放不水平 B．小车上挡光板倾斜 C．两小车质量不相等 D．两小车碰后连在一起 AB 课堂练习 解析：导轨不水平，小车速度将会受重力影响；挡光板倾斜会导致挡光板宽度不等于挡光阶段小车通过的位移，会导致速度计算出现误差；两小车碰后连在一起及两小车质量不相等均不会导致实验误差，故选A、B。 课堂练习 2．(多选)关于动量的概念，下列说法正确的是(　　) A．动量大的物体，惯性不一定大 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，动能也一定相同 AC 课堂练习 课堂练习 3．(多选)若一个质量不变的物体的动量发生了变化，则物体的(　　) A．动能一定改变了 B．速度一定变化了 C．加速度一定不为零 D．动量方向一定改变了 BC 课堂练习 课堂练习 4．质量为0.2 kg的小球竖直向下以6 m/s的速度落至水平地面上，再以4 m/s的速度反向弹回。取竖直向上为正方向，在小球与地面接触的时间内，关于小球动量变化量Δp和合外力对小球做的功W，下列说法正确的是(　　) A．Δp＝2 kg·m/s，W＝－2 J B．Δp＝－2 kg·m/s，W＝2 J C．Δp＝0.4 kg·m/s，W＝－2 J D．Δp＝－0.4 kg·m/s，W＝2 J A 课堂练习 课堂练习 5．(新情景题)“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，人的动量和动能如何变化？ 答案：见解析 课堂练习 解析：从绳恰好伸直到人第一次下降至最低点的过程中，人先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，加速度等于零时，速度最大，故人的动量和动能都先增大后减小，加速度等于零时(即绳对人的拉力等于人所受的重力时)速度最大，动量和动能最大。 课堂练习 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) [解析]　(1)以羽毛球被击回的方向为正方向，则 p1＝mv1＝－5×10－3× kg·m/s＝－0.125 kg·m/s p2＝mv2＝5×10－3× kg·m/s＝0.475 kg·m/s $