内容正文:
人教版(2019)选择性必修一教学课件
第一节 动量
第一章 动量守恒定律
目录
contents
01.导入与素养目标
03.新课讲解
02.课堂练习
04.课堂小结
Part One
导入与素养目标
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1
新课导入
观察以下生活中的碰撞现象:
击打网球
汽车碰撞测试
击打台球
思考与讨论:
1.这些生活中的现象各不相同,是否遵循相同的规律?
2.这些现象中是否存在不变的物理量?
1
新课导入
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。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球被拉起时同样的高度。为什么会发生这样的现象呢?
1
素养目标
1.了解生产生活中的各种碰撞现象
2.经历寻求碰撞中不变量的过程,体会探究过程中猜想、推理和证据的重要性
3.知道动量概念及其单位,会计算动量的变化量
4.认识动量是描述物体运动状态的物理量,深化运动与相互作用的观念
Part Two
新课讲解
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2
新课讲解
一、寻求碰撞中的不变量
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。你猜猜碰撞后果是怎样情形?请观看演示实验1
质量相同小球的碰撞
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。
2
新课讲解
讨论:两个完全相同的钢球A、B碰撞时出现的现象是否具有普遍意义? 速度真的可以传递吗?你能通过怎样改变实验条件来检验你的猜想?
演示实验2:质量较小的钢球撞击静止的质量大的钢球
演示实验3:质量较大的钢球撞击静止的质量小的钢球
综合这三个实验现象,你认为碰撞过程那些量是不变的?
2
新课讲解
如果质量大的 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。
实验现象:质量较大的钢球撞击静止的质量小的钢球,碰撞后质量小球获得较大的速度,摆起的最大高度大于原来球被拉起时的高度。
2
新课讲解
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数字计时器测量。
2
新课讲解
制作表格,记录数据。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。
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 = ?
mv2 m1v12 + m2v22 = ? m1v12 + m2v22 = ?
v/m v1/m1 + v2/m2= ? v1/m1 + v2/m2= ?
2
新课讲解
m1/kg m2/kg v/(m·s-1) v′/(m·s-1)
1 0.519 0.519 0.628 0.307
2 0.519 0.718 0.656 0.265
3 0.718 0.519 0.572 0.321
从实验的数据可以看出,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。
这使我们意识到,mv这个物理量具有特别的意义。
2
新课讲解
1.质量和速度的乘积mv即为动量,你认为动量概念中的速度是瞬时速度还是平均速度?
瞬时速度
不相同,碰撞前后初、末动量的方向不同。
2.若一个质量为0.1 kg的钢球,以6 m/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6 m/s的速度水平向左运动。钢球与墙壁碰撞前后的初动量和末动量是否相同,为什么?
v
v′
2
新课讲解
二、动量
1. 定义: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:p=mv
2. 单位:千克米每秒(kg·m/s)
3. 三个性质:
(2) 瞬时性:是状态量,与某一时刻相对应
(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:物体的动量与参考系的选择有关,中学阶段常以地球为参考系
v
m
2
新课讲解
笛卡儿:最先提出动量概念,把运动物体的质量和速率的乘积叫作动量,忽略了动量的方向性。
惠更斯:明确提出动量的守恒性和方向性。
牛顿:把笛卡儿的定义做了修改,明确地用物体的质量和速度的乘积叫作动量,更清楚地表示动量的守恒性和方向性。
2
新课讲解
4. 动量的变化( Δ p)
p′
p
Δp
(1) 动量的变化等于末状态动量减初状态的动量,
其方向与Δʋ的方向相同(在同一直线上的问题采用代数运算)。
1.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.表达式: Δ p = mΔʋ
(2) 动量的变化也叫动量的增量或动量的改变量。
不在同一条直线上动量变化的运算,遵循平行四边形定则。
(3) 动量发生变化的三种情况:
速度大小改变方向不变、速度大小不变方向改变、速度大小和方向都改变。
2
新课讲解
5. 动量变化实例分析
1.物体做匀速直线运动
2.物体做自由落体运动
3.物体做平抛运动
4.物体做匀速圆周运动
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
G
v0
G
v
O
V
V
V
O
动量大小、方向均不变
2
新课讲解
如图,正在做变速圆周运动的物体,它的动量和动能如何变化?
动量和动能有关系吗?
2
新课讲解
【思考】正在玩旋转秋千的游客,他的每一时刻的动量相同吗?每一时刻的动能相同吗?
游客做匀速圆周运动,速度的方向时刻改变,所以动量时刻变化;速度的大小不变,所以动能不变.
2
新课讲解
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
Part Three
课堂练习
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课堂练习
3
课堂练习
3
课堂练习
3
课堂练习
3
课堂练习
3
课堂练习
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课堂练习
3
课堂练习
3
Part Four
课堂小结
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课堂小结
4
动量
定义
单位
特性
动量的变化量
p=mv
国际单位制:kg•m/s
(1) 瞬时性
(2) 矢量性
(3) 相对性
(1)公式:Δp = mΔv
(2)方向:与Δv的方向相同
(3)运算法则:
一维运算:代数运算
二维运算:平行四边形定则
三角形则
公式
物体质量和速度的乘积
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