第一章　1　动量—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理选修第一册课件(共23张PPT)

1、1动量自主阅读自我检测一、寻求碰撞中的不变量实验(一)1.现象:如图所示,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:若两个钢球质量相同,则碰撞后A球停止运动而静止,B球开始运动,最终摆到和A球被拉起时的高度。即B球的速度碰前A球的速度。2.猜想:碰撞前后,两球速度之和不变。同样等于自主阅读自我检测3.验证:(1)设计实验:若A球的质量大于B球,则碰撞后B球摆起的高度A球被拉起时的高度,即B球获得的速度。(2)验证猜想:碰撞前后,两球速度之和并不。4.再次猜想:观察发现,两球碰撞前后的速度变化跟它们的_有关系。

2、可能碰撞前后两个物体的动能之和不变,可能两个物体碰撞前后速度与质量的乘积之和不变。大于较大相等质量自主阅读自我检测实验(二)实验如图,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。表1中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。自主阅读自我检测(1)表1根据表1中的数据完成表2。表20.04890.3260.3190.04340.3400.3280.06370.4110.397自主阅读自我检测(2)结论:比较表2中第2、3两列数据可

3、知,两辆小车碰撞前后,动能之和并不。比较表2中第4、5两列数据可知,两辆小车碰撞前后,质量与速度的乘积之和基本。相等相等自主阅读自我检测二、动量及动量的变化1.动量(1)定义:物体的和的乘积。(2)公式:。(3)单位:,符号是。(4)矢量性:方向与的方向相同。运算遵守_定则。2.动量的变化量(1)定义:物体在某段时间内与的矢量差(也是矢量),p=(矢量式)。(2)动量始终保持在一条直线上时的动量运算:选定一个正方向,动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示,从而将矢量运算简化为代数运算(此时的正、负号仅代表,不代表大小)。质量速度p=mv 千克米/秒kgm/s速度平行四边形末动量初动量p-p

4、方向自主阅读自我检测正误判断1.动量相同的物体运动方向不一定相同。()2.质量大的物体的动量一定大。()3.物体的动量越大,则物体的惯性就越大。()4.质量和速率都相同的物体的动量一定相同。()解析:动量相同指动量的大小和方向均相同,而动量的方向就是速度的方向即运动方向,故动量相同的物体运动方向一定相同。解析:动量是质量和速度的乘积,因此质量大、速度小的物体的动量可能小。解析:动量是矢量,它的方向与速度的方向相同,而质量和速率都相同的物体,其动量大小一定相同,但方向不一定相同。问题当堂检测对动量的理解情境探究工人师傅在锻打刀具的时候,一人用较小的锤子击打,一人用较大的锤子击打,两个人每次击打后

5、的效果是不同的,大锤子击打时能看到金属模具有较大的形状变化。这说明运动物体产生的效果不仅与速度有关,而且与质量有关。(1)什么是动量?动量的方向如何确定?做匀速圆周运动的物体动量是否变化?(2)什么是动量的变化量?动量变化量的方向如何确定?(假定物体在一条直线上运动)问题当堂检测要点提示:(1)运动物体的质量和速度的乘积是动量。动量的方向与速度的方向相同。物体做匀速圆周运动时,速度大小不变,方向时刻改变,故动量发生变化。(2)如果物体在一条直线上运动,首先规定正方向,将矢量运算转化为代数运算。动量变化量p=p-p=m(v-v)=mv为矢量式,其方向与v的方向相同。问题当堂检测知识归纳1.动量(

6、1)动量是状态量,进行动量运算时,要明确是哪一物体在哪一状态(时刻)的动量,p=mv中的速度v是瞬时速度。(2)动量的相对性:物体的速度与参考系的选择有关,因此,物体的动量与参考系的选择也有关。选不同的参考系时,同一物体的动量可能不同,通常在不说明参考系的情况下,物体的动量是指物体相对地面的动量。问题当堂检测2.动量的变化量(1)动量的变化量是过程量,分析计算时,要明确是物体在哪一个过程的动量变化。(2)动量的变化量p=p-p是矢量式,p、p、p间遵循平行四边形定则,如图所示。(3)p的计算当p、p在同一直线上时,可规定正方向,将矢量运算转化为代数运算;当p、p不在同一直线上时,应依据平行四边

7、形定则运算。问题当堂检测3.动量和动能的比较 问题当堂检测典例剖析例题一质量m=0.2kg的皮球从高H=0.8m处自由落下,与地面相碰后反弹的最大高度h=0.45m。试求:球与地面相互作用前、后时刻的动量以及球与地面相互作用过程中的动量变化。问题当堂检测解析:以向下的方向为正,则由mgH= 得与地面接触时的速度v1=4m/s此时的动量大小p1=mv1=0.8kgm/s,方向向下,为正。由mgh= 得球刚离开地面时的速度大小v2=3m/s此时的动量大小p2=mv2=0.6kgm/s,方向向上,为负。所以p=p2-p1=-0.6kgm/s-0.8kgm/s=-1.4kgm/s,负号表示方向向上。答

8、案:0.8kgm/s,方向向下0.6kgm/s,方向向上1.4kgm/s,方向向上问题当堂检测规律方法 动量变化量的求解方法1.若初、末动量在同一直线上,则在选定正方向的前提下,可化矢量运算为代数运算。2.若初、末动量不在同一直线上,运算时应遵循平行四边形定则。问题当堂检测变式训练 羽毛球是速度较快的球类运动之一,运动员扣杀时羽毛球的速度可达到100m/s,假设羽毛球飞来的速度为50m/s,运动员将羽毛球以100m/s的速度反向击回。设羽毛球的质量为10g,试求:(1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量;(2)运动员击球过程中羽毛球的动能变化量。问题当堂检测解析:(1)以羽毛球飞来的方向为正方

9、向,则p1=mv1=1010-350kgm/s=0.5kgm/s。p2=mv2=-1010-3100kgm/s=-1kgm/s。所以动量的变化量p=p2-p1=-1kgm/s-0.5kgm/s=-1.5kgm/s。即羽毛球的动量变化量大小为1.5kgm/s,方向与羽毛球飞来的方向相反。(2)羽毛球的初动能:Ek= =12.5J,羽毛球的末动能:Ek= =50J。所以Ek=Ek-Ek=37.5J。答案:(1)1.5kgm/s,方向与羽毛球飞来的方向相反(2)37.5J问题当堂检测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

10、了D.加速度一定不为零答案:CD解析:动量是矢量,动量发生变化,对于同一物体,质量不变,一定是速度发生变化,可能是速度的大小发生变化,也可能是速度的方向发生变化,也可能是速度的大小和方向都发生变化,由牛顿第二定律可知加速度一定不为零,选项CD正确。问题当堂检测2.下列关于动量和动能的说法中,正确的是()A.一个物体的动量不变,其动能一定不变B.一个物体的动能不变,其动量一定不变C.两个物体的动量相等,其动能一定不等D.两个物体的动能相等,其动量一定不等答案:A解析:一个物体的动量不变,则速度的大小一定不变,其动能一定不变,选项A正确;一个物体的动能不变,则速度的大小不变,但是方向不一定不变,其

11、动量不一定不变,例如匀速圆周运动的物体,选项B问题当堂检测3.3颗均为0.05kg的子弹以600m/s的速度击中竖直挡板,由于挡板不同位置材质不同,子弹击中后的运动情况不同,A水平穿过挡板,穿过后的速度是200m/s,B被挡板反向弹回,弹回时速度大小为200m/s,C进入挡板后停在挡板之内,求3颗子弹动量的变化量。(规定向右的方向为正方向)问题当堂检测解析:A的初动量pA=mv1=0.05kg600m/s=30kgm/s,末动量pA=mv1=0.05kg200m/s=10kgm/sA子弹动量的变化量pA=pA-pA=10kgm/s-30kgm/s=-20kgm/s,pA0,动量变化量的方向向左。B的初动量pB=mv2=0.05kg600m/s=30kgm/s,末动量pB=mv2=0.05k