【课件】动量+课件高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第1课动量第一章

动量守恒定律

新人教版高中物理选择性必修一导入与思考生活和自然界中存在各种碰撞现象这些现象各不相同，是否遵循相同的规律？这些现象中是否存在不变的物理量？学习目标理解动量的定义，知道动量是矢量.010203通过寻求碰撞中的不变量，经历科学探究的过程.知道动量变化是矢量，会计算一维情况下的动量变化量.知识点

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寻求碰撞中的不变量探究思考操作：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。AB现象：碰撞后A球停止运动而静止，B球开始运动，最终摆到和A球拉起时同样的高度，A的速度传递给了B。为什么会发生这样的现象呢？猜想：碰撞前后，两球速度之和是不变的。那么所有的碰撞都有这样的规律吗？CB现象：B摆起的最大高度大于C球被拉起时的高度，碰撞后质量小的B球获得较大的速度.操作：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。结论：碰撞前后，两球速度之和并不是不变的。猜想1：两球碰撞前后的速度变化跟它们的质量有关系。猜想2：两球碰撞前后的动能之和不变。猜想3：两球碰撞前后速度与质量的乘积之和可能是不变的。猜想......碰撞前后到底什么量是不变的？实验光电门测速度的原理：

，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。实验操作：1.使用天平分别测量出两小车的质量m1和m2;2.将两辆小车都放到滑轨上，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。3.利用光电门测量小车在滑轨上的运动速度，分别为v和v',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。4.将以上数据记录在表格里。1.动能之和并不相等。结

论2.质量与速度的乘积之和却基本不变，即m1v=（m1+m2）v'。3.mv这个物理量具有特别的意义。从实验的数据可以看出，此实验中两辆小车碰撞前后：拓展延伸利用打点计时器探究碰撞中的不变量速度的测量：

，匀变速运动中，中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度。x实验过程：用天平分别测出两小车的质量m1和m2，将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。让小车A运动，小车B静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个小车连接成一体（如下图所示）。通过纸带测出它们碰撞前后的速度v和v'

。利用平抛运动探究碰撞中的不变量速度的测量：利用平抛运动的知识求出，即利用，进行求解。实验过程：将一个质量为m1（质量较大）的小球从斜槽上滚下来，跟放在斜槽末端的另一质量为m2（质量小）的小球（两球半径相同）发生碰撞（正碰）。小球的质量用天平分别测出。利用平抛运动知识及相关公式，分别求出入射小球碰撞前速度v1，和碰后入射小球的速度v1'，被碰小球

v2'。小球从斜槽末端下落的高度相同，即下落时间相同，所可以用水平位移代替水平方向的速度。是否可以用水平位移代替小球水平方向的速度？知识点

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动量

实验表明要更准确、更全面地反映运动物体的作用效果，必须同时考虑其速度及质量,为此，物理学引入了一个新的物理量——动量。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

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1.定义：2.单位：3.三性：(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: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动量的变化（Δ

p）拓展延伸1.定义：某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量p′跟初状态的动量p的矢量差，称为动量的变化（或动量的增量），即p=p'-p2.动量变化的三种情况：大小变化、方向改变或大小和方向都改变。

3.同一直线上动量变化采用代数运算，其方向与Δʋ的方向相同：pΔppΔpvv′P′ΔpP′P′p4.不在同一直线上的动量变化的运算，遵循平行四边形定则：PP′ΔP或遵循三角形法则：从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端PP′ΔP探究思考试讨论以下几种运动的动量变化情况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vGvOvvvOGv0深入理解动量和动能的联系与区别（1）动量和动能都是描述物体运动过程中的某一状态。（2）动量与动能的定量关系：（3）动量p=mv，是矢量，单位是kg·m/s，动能Ek=mv2/2，是标量，单位是kg·m2/s2或J。（4）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。动量发生变化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动能改变动能改变动能不变若速度变化,则动量一定变化，动能不一定变化。例1.一个质量是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。若以水平向右为正方向，则碰撞前后钢球的动量变化为（）A．0 B．0.6kg·m/s C．-1.2kg·m/s D．1.2kg·m/s典型例题【答案】C【详解】取水平向右的方向为正方向，碰撞前钢球的速度v＝6m/s，碰撞前钢球的动量为p＝mv＝0.1×6＝0.6kg·m/s，碰撞后钢球的速度为v′＝-6m/s，碰撞后钢球的动量为p′＝mv′＝-0.1×6＝-0.6kg·m/s，碰撞前后钢球的动量变化为Δp＝p′-p＝-0.6kg·m/s-0.6kg·m/s＝-1.2kg·m/s，故选C。1

质量为m的钢球自高处落下，以速度v1碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离地的速率为v2。在碰撞过程中，钢球动量变化的方向和大小为（）A．向下，m（v1－v2） B．向下，m（v1＋v2）C．向上，m（v1－v2） D．向上，m（v1＋v2）【答案】D【详解】选取竖直向下为正方向，则初动量为p＝mv1，末动量为p'＝－mv2，则该过程的动量变化为

,“-”表示动量变化的方向向上（与正方向相反），ABC错误，D正确。例2.（多选）如图所示，一个小球从A点由静止开始，分别经三个不同的光滑轨道下滑到轨道末端的B1、B2、B3（三点等高）处时（）A．动量相同B．动能相同C．机械能相同D．重力的功率相同典型例题【答案】BC【详解】A．由图可知，到达B1、B2、B3处时，速度方向不同，则动量不同，故A错误；BC．由于三个轨道光滑，则下滑过程中，机械能均守恒。B1、B2、B3三点等高，则重力势能减少量相同，动能增加相同，到达B1、B2、B3三点时的动能相同，机械能相同，故BC正确；D．由于到达B1、B2、B3处时的动能相同，则速度的大小相等方向不同，根据功率,可知，到达B1、B2、B3处时的速度大小相等，速度方向与重力方向的夹角不同，则此时重力的功率不同，故D错误。故选BC。2

（多选）如图所示，PQS是固定于竖直平面内的光滑的四分之一圆周轨道，圆心O在S的正上方。在O、P两点各有一质量为m的小物块甲和乙，从同一时刻开始，甲自由下落，乙沿圆弧下滑。以下说法正确的是（）A．甲比乙先到达S点，它们在S点的动量不相同B．乙比甲先到达S点，它们在S点的动能不相同C．甲比乙先到达S点，它们在S点的动量相同D．乙比甲先到达S点，它们在S点的动能相同【答案】A【详解】在物体下落的过程中，只有重力对物体做功，故机械能守恒，则有,解得,所以在相同的高度，两物体的速度大小相同，即速率相同，质量相等，则动能相等，由于甲的路程小于乙的路程，故甲比乙先到达S。又到达S点时甲的速度竖直向下，而乙的速度水平向左。故两物体的动量大小相等，方向不相同，故A正确，BCD错误。故选A。例3.关于动量和动能，下列说法正确的是（）A．惯性越大的物体，动量也越大B．动量大的物体它的速度不一定大C．如果物体的速度改变，那么物体的动能和动量一定都改变D．如果物体的速率改变，质量不变，那么物体的动能和动量可能都不变化典型例题【答案】B【详解】A．质量是惯性的唯一量度，惯性越大的物体，质量越大，但动量p=mv，不仅与质量有关，还与速度有关，故惯性越大的物体，动量不一定也越大，故A错误；B．动量p=mv，动量大只说明了质量与速度的乘积大，但速度不一定大，故B正确；C．物体的动能Ek=½mv2，速度是矢量，速度大小不变，方向变化时，动能不变，而动量p=mv，速度改变时，动量就一定改变，故C错误；D．如果物体的质量不变，速率改变，即速度大小改变，则物体的动能和动量都变化，故D错误。故选B。3

物体在运动过程中加速度不为零，则下列说法正确的是()A．物体速度的大小一定随时间变化B．物体速度的方向一定随时间变化C．物体动能一定随时间变化D．物体动量一定随时间变化【答案】D【详解】做匀变速直线运动的物体，加速度不为零，但是物体的速度方向不随时间变化；做匀速圆周运动的物体，加速度不为零，但是物体的速度大小不随时间变化，动能也不随时间变化；但是只要物体的加速度不为零则，物体的速度一定随时间变化，即物体的动量一定随时间变化．选项D正确．例4.羽毛球是速度最快的球类运动之一。假设球飞来的速度为，我国运动员林丹将球以的速度反向击回．设羽毛球质量为5g，试求：(1)林丹击球过程中羽毛球的动量变化量；(2)在林丹的这次扣杀中，羽毛球的速度变化、动能变化各是多少？典型例题【答案】(1)0.600kg.m/s，方向与羽毛球飞回的方向相同；(2)120m/s,21J【详解】(1)以球飞回的方向为正方向，则,,所以羽毛球的动量变化量为,即羽毛球的动量变化大小为0.600kg.m/s，方向与羽毛球飞回的方向相同；(2)羽毛球的初速度为，羽毛球的末速度为，所以,羽毛球的初动能,羽毛球的末动能，所以。4

一小孩把一质量为0.5kg的篮球由静止释放，释放后篮球的重心下降高度为0.8m时与地面相撞，反弹后篮球的重心上升的最大高度为0.2m，不计空气阻力，取重力加速度g＝10m/s2，求地面与篮球相互作用的过程中：（1）篮球动量的变化量；（2）篮球动能的变化量。【答案】（1）3kg·m/s，方向竖直向上；（2）减少了3J【详解】（1）根据题意，可知篮球与地面相撞前瞬间的速度为，且方向竖直向下，由篮球反弹后的高度，可知篮球反弹时的初速度，且方向竖直向上，规定竖直向下为正方向，篮球的动量变化量为Δp＝（－mv2）－mv1＝－0.5×2kg·m/s－0.5×4kg·m/s＝－3kg·m/s，即篮球的动量变化量大小为3kg·m/s，方向竖直向上。（2）篮球的动能变化量为，即动能减少了3J。1.关于动量的概念，下列说法中正确的是()A．动量大的物体惯性一定大B．动量大的物体运动得一定快C．动量相同的物体运动方向一定相同D．动量相同的物体速度小的惯性大课堂练习【答案】CD【详解】惯性的大小只和物体的质量有关，根据可知动量大，质量不一定大，所以惯性不一定大，同理，动量大，速度不一定大，所以运动的不一定块，AB错误；动量是矢量，动量相同，即运动方向一定相同，C正确；动量相同的情况下，质量越大，速度越小，故动量相同的物体速度小的惯性大，D正确．2.（多选）如图所示，质量相同的两个滑块A、B沿两个倾角不同（分别为α和β，α>β）质量相同的光滑斜面，从同一高度由静止开始滑下，它们经斜面底端时（）A．具有相同的速率 B．具有相同的动能C．具有相同的动量 D．具有不相同的动量【答案】ABD【详解】滑块下滑过程中，只有重力做功，机械能守恒，由动能定理可知，滑块到达斜面底端时动能相同，滑块到达斜面底端时的速率相等，但是由于倾角不同速度方向不同，所以动量不同，故选ABD。3.（多选）A、B两球沿一直线运动并发生正碰过程，A、B组成的系统，外力矢量和为0，如图所示为两球碰撞前、后的位移随时间变化的图像，a、b分别为A、B两球碰前的位移随时间变化的图像，c为碰撞后两球共同运动的位移随时间变化的图像，若A球质量是mA=2kg，B球质量mB=kg，则由图判断下列结论正确的是（  ）A．碰撞前、后B球的动量变化量为-4kg·m/sB．碰撞前、后A球的动量变化量为-4kg·m/sC．碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10JD．A、B两球碰撞前的总动量为kg·m/s【答案】AC【详解】ABD．由题图可知，碰前A球速度,B球速度,碰后A、B两球共同速度,因此碰撞前、后A球的动量变