1.1动量—【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件

1、1.1 动量天体的碰撞天体的碰撞巨大的陨坑冰山沉船生活中的碰撞现象汽车碰撞测试弹性碰撞和非弹性碰撞弹性碰撞和非弹性碰撞弹性碰撞：两物体碰撞后形变能完全恢复，则弹性碰撞：两物体碰撞后形变能完全恢复，则没有能量损失，碰撞前后两小球构成的系统的没有能量损失，碰撞前后两小球构成的系统的动能相等，这样的碰撞为动能相等，这样的碰撞为弹性碰撞。弹性碰撞。非弹性碰撞：若两物体碰撞后它们的形变不能非弹性碰撞：若两物体碰撞后它们的形变不能完全恢复原状，碰撞前后系统的动能不再相等，完全恢复原状，碰撞前后系统的动能不再相等，我们称这样的碰撞为我们称这样的碰撞为非弹性碰撞非弹性碰撞。完全非弹性碰撞：两物体碰撞后粘合在一

2、起，这完全非弹性碰撞：两物体碰撞后粘合在一起，这时系统动能损失最大，这样的碰撞称为时系统动能损失最大，这样的碰撞称为完全非弹完全非弹性碰撞性碰撞寻找碰撞过程中的不变量一、寻找碰撞过程中的不变量 模型构建： 简单的碰撞？简单的碰撞？ 光滑平面上，两物体的一维对心碰撞光滑平面上，两物体的一维对心碰撞气垫导轨滑块2滑块13、实验探究 方案设计：选取三个典型选取三个典型碰撞碰撞进行研究进行研究注意：注意：速度为速度为矢量矢量，研究一维运动时，需设定，研究一维运动时，需设定正方向正方向， 速度与规定方向一致取正，与规定方向相反取负。速度与规定方向一致取正，与规定方向相反取负。 碰撞实验碰撞实验1 1：

3、质量相等物体的弹性碰撞 碰撞实验碰撞实验2 2： 质量不等物体的弹性碰撞 碰撞实验碰撞实验3 3： 质量不等物体的非弹性碰撞， 实验探究 实验仪器：滑块实验仪器：滑块1 1、2 2、3 3 ；光闸；光闸1 1、2 2；电子秤；电子秤 传感器及软件处理；气垫导轨传感器及软件处理；气垫导轨 光闸1光闸2次数次数碰前碰前碰后碰后1 12 23 32211mvmv2211mvmv222211vmvm2 222 11vmvm2211vmvm2211vmvm1v2v1v2v注意：速度为矢量，表格中的那些量仍为矢量 表格设计与数据处理： 实验探究 实验探究碰撞实验1：质量相等物体的弹性碰撞 m1=0.275

4、kg, m2=0.275kg,实验探究碰撞实验2：质量不等物体的弹性碰撞 m1=0.182kg, m2=0.335kg,实验探究碰撞实验3：质量不等物体的非弹性碰撞 m1=0.335kg, m2=0.517kg (滑块1与滑块2碰后粘在一起)碰撞实验3：质量不等物体的非弹性碰撞碰撞实验2：质量不等物体的弹性碰撞碰撞实验1：质量相等物体的弹性碰撞 要更准确、更全面地反映运动物要更准确、更全面地反映运动物体的作用效果，必须同时考虑其速度体的作用效果，必须同时考虑其速度及质量及质量, , 为此，物理学要引入一个新的物理为此，物理学要引入一个新的物理量量动量。动量。 最先提出动量具有守恒性思想的是法国

5、科学家最先提出动量具有守恒性思想的是法国科学家笛卡笛卡儿儿 ，把运动物体的质量和速率的乘积叫做动量，忽略了，把运动物体的质量和速率的乘积叫做动量，忽略了动量的方向性。动量的方向性。 牛顿牛顿 把笛卡儿的定义做了修改，明确的用物体的把笛卡儿的定义做了修改，明确的用物体的质量和速度的乘积叫做动量更清楚的表示动量的守恒质量和速度的乘积叫做动量更清楚的表示动量的守恒性和方向性性和方向性16681668年，年，惠更斯惠更斯明确提出动量的守恒性和方向性明确提出动量的守恒性和方向性在物理学中，把物体的质量在物理学中，把物体的质量 m 和速度和速度 的乘积叫做的乘积叫做物体的动量物体的动量 p，用公式表示为，

6、用公式表示为 在国际单位制中，动量的单位是千克在国际单位制中，动量的单位是千克米每秒，符号米每秒，符号是是 kgm/s是状态量，与某一时刻相对应。速度取瞬时速度。是状态量，与某一时刻相对应。速度取瞬时速度。1. 定义：定义：p = m2. 单位：单位：3. 对动量的理解对动量的理解(2) 瞬时性瞬时性:(1) 矢量性矢量性: 方向由速度方向决定方向由速度方向决定，与该时刻的速度方向相同，与该时刻的速度方向相同(3) 相对性相对性: 与参考系的选择有关，一般与参考系的选择有关，一般以地球为参考系。以地球为参考系。二、动量动量的变化等于末状态动量减初状态的动量，其动量的变化等于末状态动量减初状态的

7、动量，其方向与方向与的方向相同的方向相同：（：（在同一直线上，采用代数运算在同一直线上，采用代数运算）4. 动量的变化（动量的变化（ p）（1）定义：在某个过程中，物体的末动量与初动量的矢量）定义：在某个过程中，物体的末动量与初动量的矢量差叫做物体差叫做物体动量的变化动量的变化。（2）表达式：）表达式： p = m动量的变化也叫动量的变化也叫动量的增量动量的增量或或动量的改变量动量的改变量。PP 不在同一直线上的动量变化的运算，不在同一直线上的动量变化的运算，遵循平行四边形定则：遵循平行四边形定则：PPPP三角形法则：从初动量的矢量末端指向末动三角形法则：从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端

8、量的矢量末端 动量的变化动量的变化 p5.5.试讨论以下几种运动的动量变化情况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匀速直线运动物体做自由落体运动物体做自由落体运动物体做平抛运动物体做平抛运动物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动动量大小、方向均不变动量大小、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，大小随时间推移而增大动量方向时刻改变，大小不变动量方向时刻改变，大小不变思考与讨论思考与讨论PPP例题例题1 1：一个质量是：一个质量是0.1kg0.1kg的钢球，以的钢球，以6m/s6m/

9、s的速度水平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，沿着同一直线以一直线以6m/s6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的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？动量有没有变化？变化了多少？方向如何？ 解：取水平向右的方向为正方向，碰撞前解：取水平向右的方向为正方向，碰撞前钢球的速度钢球的速度v1=6m/s, 碰撞前钢球的动量为碰撞前钢球的动量为 p1 = mv1 =0.16kgm/s =0.6kgm/s. 碰撞后钢球的速度为碰撞后钢球的速度为v2= - 6m/s，碰撞后钢，碰撞后钢球的动量为：球的动量为

10、： p2= mv2 = 0.16kgm/s= 0.6kgm/s p = p2 p = 0.6kgm/s 0.6kgm/s = 1.2kgm/s, 且动量变化的方向向左且动量变化的方向向左.6.动量和动能（1）动量和动能都是描述物体运动过程中的某一状态。）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。变化时，动量一定发生变化。（3）动量与动能的定量关系）动量与动能的定量关系动量发生动量发生变化变化速度大小改变方向不变速度大小改变

11、方向不变速度大小不变方向改变速度大小不变方向改变速度大小和方向都改变速度大小和方向都改变动能改变动能改变动能改变动能改变动能不变动能不变22k122pEmm k2pmE 思考与讨论思考与讨论 动量的变化又是什么原因引起的呢？动量的变化又是什么原因引起的呢？ 汽车以速度汽车以速度V运动，急刹车到停止。若对车施加很大的阻力，运动，急刹车到停止。若对车施加很大的阻力，则车停止时间则车停止时间_；如果对车施加很小的阻力，则车停止时；如果对车施加很小的阻力，则车停止时间间_。 两种情况下，汽车的两种情况下，汽车的_变化相同。可见，引起运动状变化相同。可见，引起运动状态改变，要考虑态改变，要考虑_和和_这

12、两个因素。这两个因素。三、冲三、冲 量量定义：在物理学中，把力与力的作用时间的乘积叫做力定义：在物理学中，把力与力的作用时间的乘积叫做力的的冲量。冲量。2. 公式：公式：I = Ft 3. 单位单位(SI): 牛牛秒（秒（Ns）(1) 冲量是冲量是矢量，作用力的方向不变时其方向与力的方向相同矢量，作用力的方向不变时其方向与力的方向相同。(2) 冲量是过程量，反映的是力对时间的积累效应。冲量是过程量，反映的是力对时间的积累效应。4. 关于冲量的几点理解关于冲量的几点理解(3) 冲量与功的区别。冲量与功的区别。力的空间积累力的空间积累使动能发生变化使动能发生变化N Nm m（J J）标标量量W=

13、FS功功力的时间积累力的时间积累使动量发生变化使动量发生变化N NS S矢矢量量I=Ft冲量冲量 冲量与功有什么区别？冲量与功有什么区别？1 1、作用力与反作用力：作用力的冲量与反作用力的冲量总是、作用力与反作用力：作用力的冲量与反作用力的冲量总是等值、反向并在同一条直线上，但是作用力的功与反作用力的等值、反向并在同一条直线上，但是作用力的功与反作用力的功不一定相等。功不一定相等。2 2、内力：对物体系统内部，内力作用的冲量的矢量和等于零，、内力：对物体系统内部，内力作用的冲量的矢量和等于零，但内力的功的代数和不一定为零。但内力的功的代数和不一定为零。 例：人在船上行走例：人在船上行走人对船的

14、作用力与船对人的反作用力人对船的作用力与船对人的反作用力的冲量的矢量和等于零，但是人对船的作用力和船对人的反作的冲量的矢量和等于零，但是人对船的作用力和船对人的反作用力都做正功，使人和船的动能都增加。用力都做正功，使人和船的动能都增加。 例题例题2 2：对于力的冲量，下列说法正确的是对于力的冲量，下列说法正确的是 ( )( ) A. A. 力越大，力的冲量就越大力越大，力的冲量就越大; ; B. B. 作用在物体上的力大，力的冲量不一定大作用在物体上的力大，力的冲量不一定大; ; C. C. 力与位移垂直时，力的冲量为零力与位移垂直时，力的冲量为零; ; D. D. 物体在水平推力作用下物体在

15、水平推力作用下, , 经一段时间经一段时间t t后仍处于静止状后仍处于静止状态，则此推力的冲量为零。态，则此推力的冲量为零。 B B例题例题3：把一个质量：把一个质量 m = 2 kg的小球沿水平方向抛出，不计空的小球沿水平方向抛出，不计空气阻力，经气阻力，经 t = 5 s，求小球受到的重力的冲量，求小球受到的重力的冲量I。(取取g=10m/s2)例题例题4：如图所示，物体静止在水平地面上，先用水平恒力：如图所示，物体静止在水平地面上，先用水平恒力 F1拉物体，然后用水平恒力拉物体，然后用水平恒力F2 拉物体，这两个力作用的时间拉物体，这两个力作用的时间分别为分别为 t1和和t2 ，求物体受，求物体受 F1、F2 作用的合冲量。作用的合冲量。F1F2I = mgt = 100 Ns，方向竖直向下，方向竖直向下I合合 = F1t1 + F2t2典 例 探 究典 例 探 究 例题例题5：如右图所示，一物体在与水平方向成如右图所示，一物体在与水平方向成 角的拉力角的拉力F作用下匀速前进了时间作用下匀速前进了时间t，则（，则（ ） A. 拉力拉力F对物体的冲量大小为对物体的冲量大小为Ft； B. 拉力拉力F对物体的冲量大小为对物体的冲量大小为Ftsin ； C. 摩擦力对物体的冲量大小为摩擦