第一章　1　動量—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊課件(共23張PPT)

1、1動量自主閱讀自我檢測一、尋求碰撞中的不變量實驗(一)1.現(xiàn)象:如圖所示,用兩根長度相同的線繩,分別懸掛兩個完全相同的鋼球A、B,且兩球并排放置。拉起A球,然后放開,該球與靜止的B球發(fā)生碰撞?？梢钥吹?若兩個鋼球質(zhì)量相同,則碰撞后A球停止運動而靜止,B球開始運動,最終擺到和A球被拉起時的高度。即B球的速度碰前A球的速度。2.猜想:碰撞前后,兩球速度之和不變。同樣等于自主閱讀自我檢測3.驗證:(1)設計實驗:若A球的質(zhì)量大于B球,則碰撞后B球擺起的高度A球被拉起時的高度,即B球獲得的速度。(2)驗證猜想:碰撞前后,兩球速度之和并不。4.再次猜想:觀察發(fā)現(xiàn),兩球碰撞前后的速度變化跟它們的_有關系。

2、可能碰撞前后兩個物體的動能之和不變,可能兩個物體碰撞前后速度與質(zhì)量的乘積之和不變。大于較大相等質(zhì)量自主閱讀自我檢測實驗(二)實驗如圖,兩輛小車都放在滑軌上,用一輛運動的小車碰撞一輛靜止的小車,碰撞后兩輛小車粘在一起運動。小車的速度用滑軌上的數(shù)字計時器測量。表1中數(shù)據(jù)是某次實驗時采集的。其中,m1是運動小車的質(zhì)量,m2是靜止小車的質(zhì)量,v是運動小車碰撞前的速度,v是碰撞后兩輛小車的共同速度。自主閱讀自我檢測(1)表1根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)完成表2。表20.04890.3260.3190.04340.3400.3280.06370.4110.397自主閱讀自我檢測(2)結(jié)論:比較表2中第2、3兩列數(shù)據(jù)可

3、知,兩輛小車碰撞前后,動能之和并不。比較表2中第4、5兩列數(shù)據(jù)可知,兩輛小車碰撞前后,質(zhì)量與速度的乘積之和基本。相等相等自主閱讀自我檢測二、動量及動量的變化1.動量(1)定義:物體的和的乘積。(2)公式:。(3)單位:,符號是。(4)矢量性:方向與的方向相同。運算遵守_定則。2.動量的變化量(1)定義:物體在某段時間內(nèi)與的矢量差(也是矢量),p=(矢量式)。(2)動量始終保持在一條直線上時的動量運算:選定一個正方向,動量、動量的變化量用帶正、負號的數(shù)值表示,從而將矢量運算簡化為代數(shù)運算(此時的正、負號僅代表,不代表大小)。質(zhì)量速度p=mv 千克米/秒kgm/s速度平行四邊形末動量初動量p-p

4、方向自主閱讀自我檢測正誤判斷1.動量相同的物體運動方向不一定相同。()2.質(zhì)量大的物體的動量一定大。()3.物體的動量越大,則物體的慣性就越大。()4.質(zhì)量和速率都相同的物體的動量一定相同。()解析:動量相同指動量的大小和方向均相同,而動量的方向就是速度的方向即運動方向,故動量相同的物體運動方向一定相同。解析:動量是質(zhì)量和速度的乘積,因此質(zhì)量大、速度小的物體的動量可能小。解析:動量是矢量,它的方向與速度的方向相同,而質(zhì)量和速率都相同的物體,其動量大小一定相同,但方向不一定相同。問題當堂檢測對動量的理解情境探究工人師傅在鍛打刀具的時候,一人用較小的錘子擊打,一人用較大的錘子擊打,兩個人每次擊打后

5、的效果是不同的,大錘子擊打時能看到金屬模具有較大的形狀變化。這說明運動物體產(chǎn)生的效果不僅與速度有關,而且與質(zhì)量有關。(1)什么是動量?動量的方向如何確定?做勻速圓周運動的物體動量是否變化?(2)什么是動量的變化量?動量變化量的方向如何確定?(假定物體在一條直線上運動)問題當堂檢測要點提示:(1)運動物體的質(zhì)量和速度的乘積是動量。動量的方向與速度的方向相同。物體做勻速圓周運動時,速度大小不變,方向時刻改變,故動量發(fā)生變化。(2)如果物體在一條直線上運動,首先規(guī)定正方向,將矢量運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算。動量變化量p=p-p=m(v-v)=mv為矢量式,其方向與v的方向相同。問題當堂檢測知識歸納1.動量(

6、1)動量是狀態(tài)量,進行動量運算時,要明確是哪一物體在哪一狀態(tài)(時刻)的動量,p=mv中的速度v是瞬時速度。(2)動量的相對性:物體的速度與參考系的選擇有關,因此,物體的動量與參考系的選擇也有關。選不同的參考系時,同一物體的動量可能不同,通常在不說明參考系的情況下,物體的動量是指物體相對地面的動量。問題當堂檢測2.動量的變化量(1)動量的變化量是過程量,分析計算時,要明確是物體在哪一個過程的動量變化。(2)動量的變化量p=p-p是矢量式,p、p、p間遵循平行四邊形定則,如圖所示。(3)p的計算當p、p在同一直線上時,可規(guī)定正方向,將矢量運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算;當p、p不在同一直線上時,應依據(jù)平行四邊

7、形定則運算。問題當堂檢測3.動量和動能的比較 問題當堂檢測典例剖析例題一質(zhì)量m=0.2kg的皮球從高H=0.8m處自由落下,與地面相碰后反彈的最大高度h=0.45m。試求:球與地面相互作用前、后時刻的動量以及球與地面相互作用過程中的動量變化。問題當堂檢測解析:以向下的方向為正,則由mgH= 得與地面接觸時的速度v1=4m/s此時的動量大小p1=mv1=0.8kgm/s,方向向下,為正。由mgh= 得球剛離開地面時的速度大小v2=3m/s此時的動量大小p2=mv2=0.6kgm/s,方向向上,為負。所以p=p2-p1=-0.6kgm/s-0.8kgm/s=-1.4kgm/s,負號表示方向向上。答

8、案:0.8kgm/s,方向向下0.6kgm/s,方向向上1.4kgm/s,方向向上問題當堂檢測規(guī)律方法 動量變化量的求解方法1.若初、末動量在同一直線上,則在選定正方向的前提下,可化矢量運算為代數(shù)運算。2.若初、末動量不在同一直線上,運算時應遵循平行四邊形定則。問題當堂檢測變式訓練 羽毛球是速度較快的球類運動之一,運動員扣殺時羽毛球的速度可達到100m/s,假設羽毛球飛來的速度為50m/s,運動員將羽毛球以100m/s的速度反向擊回。設羽毛球的質(zhì)量為10g,試求:(1)運動員擊球過程中羽毛球的動量變化量;(2)運動員擊球過程中羽毛球的動能變化量。問題當堂檢測解析:(1)以羽毛球飛來的方向為正方

9、向,則p1=mv1=1010-350kgm/s=0.5kgm/s。p2=mv2=-1010-3100kgm/s=-1kgm/s。所以動量的變化量p=p2-p1=-1kgm/s-0.5kgm/s=-1.5kgm/s。即羽毛球的動量變化量大小為1.5kgm/s,方向與羽毛球飛來的方向相反。(2)羽毛球的初動能:Ek= =12.5J,羽毛球的末動能:Ek= =50J。所以Ek=Ek-Ek=37.5J。答案:(1)1.5kgm/s,方向與羽毛球飛來的方向相反(2)37.5J問題當堂檢測1.(多選)若一個物體的動量發(fā)生了變化,則物體運動的 ()A.速度大小一定改變了B.速度方向一定改變了C.速度一定變化

10、了D.加速度一定不為零答案:CD解析:動量是矢量,動量發(fā)生變化,對于同一物體,質(zhì)量不變,一定是速度發(fā)生變化,可能是速度的大小發(fā)生變化,也可能是速度的方向發(fā)生變化,也可能是速度的大小和方向都發(fā)生變化,由牛頓第二定律可知加速度一定不為零,選項CD正確。問題當堂檢測2.下列關于動量和動能的說法中,正確的是()A.一個物體的動量不變,其動能一定不變B.一個物體的動能不變,其動量一定不變C.兩個物體的動量相等,其動能一定不等D.兩個物體的動能相等,其動量一定不等答案:A解析:一個物體的動量不變,則速度的大小一定不變,其動能一定不變,選項A正確;一個物體的動能不變,則速度的大小不變,但是方向不一定不變,其

11、動量不一定不變,例如勻速圓周運動的物體,選項B問題當堂檢測3.3顆均為0.05kg的子彈以600m/s的速度擊中豎直擋板,由于擋板不同位置材質(zhì)不同,子彈擊中后的運動情況不同,A水平穿過擋板,穿過后的速度是200m/s,B被擋板反向彈回,彈回時速度大小為200m/s,C進入擋板后停在擋板之內(nèi),求3顆子彈動量的變化量。(規(guī)定向右的方向為正方向)問題當堂檢測解析:A的初動量pA=mv1=0.05kg600m/s=30kgm/s,末動量pA=mv1=0.05kg200m/s=10kgm/sA子彈動量的變化量pA=pA-pA=10kgm/s-30kgm/s=-20kgm/s,pA0,動量變化量的方向向左。B的初動量pB=mv2=0.05kg600m/s=30kgm/s,末動量pB=mv2=0.05k