高中物理第一章碰撞与动量守恒11碰撞12动量省公开课一等奖新课获奖课件

1/311碰撞2动量2/31

[目标定位]1.知道什么是碰撞及碰撞分类，掌握弹性碰撞和非弹性碰撞区分.2.了解动量、冲量概念，知道动量、冲量方向.3.知道动量改变量，并会求动量改变量.4.了解动量定理物理意义和表示式，能用动量定了解释现象和处理实际问题.3/31一、碰撞1．碰撞现象 做相对运动两个(或几个)物体相遇而发生相互作用，在

时间内，它们

会发生显著改变，这一过程叫做碰撞．很短运动状态4/312．碰撞分类 (1)弹性碰撞：碰撞前后两滑块

不变． (2)非弹性碰撞：碰撞后两滑块总动能

了． (3)完全非弹性碰撞：两物体碰后

，以

速度运动，完全非弹性碰撞过程动能损失最大．总动能降低粘在一起相同5/31二、动量1．定义：运动物体

和

乘积叫动量；公式

p＝

；单位：

，符号：

.2．矢量性：方向与速度方向

．运算遵照

定则．3．动量是状态量．mv千克·米/秒质量速度kg·m/s相同平行四边形6/314．动量改变量 (1)定义：物体在某段时间内

与

矢量差(也是矢量)，Δp＝

(矢量式)． (2)动量一直保持在一条直线上时运算：选定一个正方向，动量、动量改变量用带有正、负号数值表示，从而将矢量运算简化为

运算(此时正、负号仅代表方向，不代表大小)．末动量初动量p′－p代数7/31想一想质量和速度大小相同两个物体动能相同，它们动量也一定相同吗？答案不一定．动量是矢量，有方向性，而动能是标量，无方向．8/31三、动量定理1．冲量 (1)定义：力与

乘积，公式：I＝

，单位：牛顿·秒，符号N·s. (2)矢量性：方向与

相同．2．动量定理 (1)内容：物体所受合外力冲量等于物体

． (2)公式：Ft＝

或I＝

.力作用时间Ft力方向动量改变p′－pΔp9/31预习完成后，请把你疑惑问题统计在下面表格中问题1问题2问题310/31一、碰撞中动能改变及碰撞分类 (1)发生碰撞两物体，若两物体形变是弹性，碰后能够恢复原状，两物体碰撞前后动能不变，这么碰撞叫弹性碰撞． (2)发生碰撞两物体，若两物体形变是非弹性，碰后不能够完全恢复原状，两物体碰撞后动能降低，这么碰撞叫非弹性碰撞． (3)若两物体碰后粘在一起，不再分开，此过程两物体损失动能最大，这么碰撞叫完全非弹性碰撞．11/31【例1】一个质量为2kg小球A以v0＝3m/s速度与一个静止、质量为1kg小球B正碰．试依据以下数据，分析碰撞性质． (1)碰后A、B速度均为2m/s. (2)碰后A速度为1m/s，B速度为4m/s. 答案(1)非弹性碰撞(2)弹性碰撞12/3113/3114/31二、动量和动量改变1．对动量了解 (1)动量矢量性：动量是矢量，它方向与速度v方向相同，遵照矢量运算法则． 动量是状态量，进行运算时必须明确是哪个物体在哪一状态(时刻)动量． (2)动量含有相对性：因为速度与参考系选择相关，普通以地球为参考系．15/3116/312．动量改变(Δp) (1)Δp＝p′－p为矢量式． 若p′、p不在一条直线上，要用平行四边形定则求矢量差． 若p′、p在一条直线上，先要求正方向，再用正、负表示p′、p，则可用Δp＝p′－p＝mv′－mv进行代数运算． (2)动量改变方向：与速度改变方向相同．17/31【例2】质量为0.5kg物体，运动速度为3m/s，它在一个变力作用下速度变为7m/s，方向和原来方向相反，则这段时间内动量改变量为 () A．5kg·m/s，方向与原运动方向相反 B．5kg·m/s，方向与原运动方向相同 C．2kg·m/s，方向与原运动方向相反 D．2kg·m/s，方向与原运动方向相同 答案A 解析以原来方向为正方向，由定义式Δp＝mv′－mv得Δp＝(－7×0.5－3×0.5)kg·m/s＝－5kg·m/s，负号表示Δp方向与原运动方向相反．18/31借题发挥关于动量改变量求解1．若初、末动量在同一直线上，则在选定正方向前提下，可化矢量运算为代数运算．2．若初、末动量不在同一直线上，运算时应遵照平行四边形定则．19/31三、对冲量了解和计算1．冲量了解 (1)冲量是过程量，它描述是力作用在物体上时间累积效应，求冲量时一定要明确所求是哪一个力在哪一段时间内冲量． (2)冲量是矢量，冲量方向与力方向相同．20/312．冲量计算 (1)求某个恒力冲量：用该力和力作用时间乘积． (2)求合冲量两种方法： 可分别求每一个力冲量，再求各冲量矢量和；另外，假如各个力作用时间相同，也能够先求协力，再用公式I合＝F合Δt求解． (3)求变力冲量： ①若力与时间成线性关系改变，则可用平均力争变力冲量．21/31②若给出了力随时间改变图像如图1所表示，可用面积法求变力冲量．③利用动量定理求解．图122/31【例3】

如图2所表示，在倾角α＝37° 斜面上，有一质量为5kg物体沿斜面 滑下，物体与斜面间动摩擦因数

μ＝0.2，求物体下滑2s时间内， 物体所受各力冲量．(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) 答案见解析图223/31解析重力冲量：IG＝Gt＝mg·t＝5×10×2N·s＝100N·s，方向竖直向下．支持力冲量：IF＝Ft＝mgcosα·t＝5×10×0.8×2N·s＝80N·s，方向垂直斜面向上．摩擦力冲量：IFf＝Ff

t＝μmgcosα·t＝0.2×5×10×0.8×2N·s＝16N·s，方向沿斜面向上．24/31借题发挥求各力冲量或者协力冲量，首先判断是否是恒力，若是恒力，可直接用力与作用时间乘积，若是变力，要依据力特点求解，或者利用动量定理求解．25/31四、对动量定理了解和应用1．动量定理了解 (1)动量定理表示式Ft＝p′－p是矢量式，等号包含了大小相等、方向相同两方面含义． (2)动量定理反应了合外力冲量是动量改变原因． (3)公式中F是物体所受合外力，若合外力是变力，则F应是合外力在作用时间内平均值．26/312．动量定理应用 (1)定性分析相关现象： ①物体动量改变量一定时，力作用时间越短，力就越大；力作用时间越长，力就越小． ②作用力一定时，力作用时间越长，动量改变量越大；力作用时间越短，动量改变量越小． (2)应用动量定理定量计算普通步骤： ①选定研究对象，明确运动过程． ②进行受力分析和运动初、末状态分析． ③选定正方向，依据动量定理列方程求解．27/31【例4】跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是因为 () A．人跳在沙坑动量比跳在水泥地上小 B．人跳在沙坑动量改变比跳在水泥地上小 C．人跳在沙坑受到冲量比跳在水泥地上小 D．人跳在沙坑受到冲力比跳在水泥地上小 答案D28/31解析人跳远时从一定高度落下，落地前速度是一定，初动量是一定，所以选项A错误；落地后静止，末动量一定，人动量改变是一定，选项B错误；由动量定理可知人受到冲量等于人动量改变，所以两种情况下人受到冲量相等，选项C错误；落在沙坑里力作用时间长，落在水泥地上力作用时间短，依据动量定理，在动量改变一定情况