相互作用中的守恒量 動(dòng)量 課件-高二上學(xué)期物理滬科版（2020）選擇性必修第一冊(cè)

1.1相互作用中的守恒量動(dòng)量生活和自然界中存在各種碰撞現(xiàn)象這些現(xiàn)象各不相同，是否遵循相同的規(guī)律？這些現(xiàn)象中是否存在不變的物理量？理解動(dòng)量的定義，知道動(dòng)量是矢量.通過尋求碰撞中的不變量，經(jīng)歷科學(xué)探究的過程.知道動(dòng)量變化是矢量，會(huì)計(jì)算一維情況下的動(dòng)量變化量.

尋求碰撞中的不變量操作：用兩根長度相同的線繩，分別懸掛兩個(gè)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。AB現(xiàn)象：碰撞后A球停止運(yùn)動(dòng)而靜止，B球開始運(yùn)動(dòng)，最終擺到和A球拉起時(shí)同樣的高度，A的速度傳遞給了B。為什么會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象呢？猜想：碰撞前后，兩球速度之和是不變的。那么所有的碰撞都有這樣的規(guī)律嗎？CB現(xiàn)象：B擺起的最大高度大于C球被拉起時(shí)的高度，碰撞后質(zhì)量小的B球獲得較大的速度.操作：將上面實(shí)驗(yàn)中的A球換成大小相同的C球，使C球質(zhì)量大于B球質(zhì)量，用手拉起C球至某一高度后放開，撞擊靜止的B球。結(jié)論：碰撞前后，兩球速度之和并不是不變的。猜想1：兩球碰撞前后的速度變化跟它們的質(zhì)量有關(guān)系。猜想2：兩球碰撞前后的動(dòng)能之和不變。猜想3：兩球碰撞前后速度與質(zhì)量的乘積之和可能是不變的。猜想......碰撞前后到底什么量是不變的？實(shí)驗(yàn)光電門測(cè)速度的原理：

，式中Δx

為滑塊上擋光片的寬度，Δt

為數(shù)字計(jì)時(shí)器顯示的滑塊上擋光片經(jīng)過光電門的時(shí)間。1.沖量是過程量，它描述的是力作用在物體上的時(shí)間積累效應(yīng)，求沖量時(shí)一定要明確所求的是哪一個(gè)力在哪一段時(shí)間內(nèi)的沖量2.求合沖量的兩種方法可分別求每一個(gè)力的沖量，再求各沖量的矢量和；另外，如果各個(gè)力的作用時(shí)間相同，也可以先求合力，再用公式I合＝F合t求解．提升：

【觀測(cè)與思考】如圖所示，利用兩個(gè)不同質(zhì)量的鋼球、半盒細(xì)沙、一張小板凳（用一塊薄木板和四枚長鋼釘做成）做如下實(shí)驗(yàn)：

（1）把小板凳平放在細(xì)沙表面，分別用不同質(zhì)量的鋼球從同一高度落下碰撞小板凳，觀測(cè)小板凳兩次陷入細(xì)沙中的深度。（2）把小板凳平放在細(xì)沙表面，同一鋼球分別從不同高度落下碰撞小板凳，觀察小板凳兩次陷入細(xì)沙中的深度。討論影響碰撞的因素還有哪些。結(jié)論：碰撞效果與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)系。

練習(xí)：籃球運(yùn)動(dòng)員接傳來的籃球時(shí)，通常要先伸出兩臂迎球，手觸到球瞬間瞬間順勢(shì)后引。用所學(xué)的物理知識(shí)解釋這樣做的目的。提示：延長了手與球的作用時(shí)間，因?yàn)闆_量不變時(shí)間變長，所以手受力變小。

【思考問題】功是力與力的方向上位移的乘積，請(qǐng)比較功和沖量。沖量功單位N·sJ公式標(biāo)矢性矢量標(biāo)量意義力的作用對(duì)時(shí)間的累積效應(yīng)；動(dòng)量變化的量度力的作用對(duì)空間的累積效應(yīng)；能量變化的量度正負(fù)正負(fù)表示方向與正方向相反正負(fù)表示動(dòng)力做功或阻力做功

【思考問題】設(shè)鋼球的質(zhì)量為

，從高處下落至與海綿墊塊相碰前的速度為

，碰撞

秒后靜止，碰撞過程中平均作用力為

。視碰撞過程為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，探究鋼球下落到海綿墊塊時(shí)相互作用力、作用時(shí)間、質(zhì)量和速度的慣性。根據(jù)牛頓第二定律得：根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：鋼球與海綿墊塊相碰最終的速度為零，可以得到：一、尋求碰撞中的不變量4.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：（質(zhì)量不同的滑塊，碰撞后不分開）物理量mvmv2v/m次數(shù)碰前碰后相對(duì)差值碰前碰后相對(duì)差值碰前碰后相對(duì)差值123一、尋求碰撞中的不變量4.結(jié)論：（1）從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，此實(shí)驗(yàn)中兩輛小車碰撞前后，動(dòng)能之和并不相等，但質(zhì)量與速度的乘積之和卻基本不變。（2）mv這個(gè)物理量具有特別的意義。比較表格中的相對(duì)差值，你最終可以得到什么樣的結(jié)論？在物理學(xué)中，把物體的質(zhì)量

m和速度?的乘積叫做物體的動(dòng)量p，用公式表示為：p=mv

在國際單位制中，動(dòng)量的單位是千克米每秒，符號(hào)是kg?m/s是狀態(tài)量，與某一時(shí)刻相對(duì)應(yīng)1.定義：2.單位：3.三性：(2)瞬時(shí)性:(1)矢量性:方向由速度方向決定，與該時(shí)刻的速度方向相同(3)相對(duì)性:物體的動(dòng)量與參考系的選擇有關(guān)，中學(xué)階段常以地球?yàn)閰⒖枷刀?、?dòng)量思考：由于動(dòng)量具有以上性質(zhì)，當(dāng)動(dòng)量變化時(shí)，我們?nèi)绾蝸砬髣?dòng)量的變化呢？【例1】一個(gè)質(zhì)量m=

0.1kg的鋼球，以?=

6m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，碰到一個(gè)堅(jiān)硬物后被彈回，沿著同一直線以?'=

6m/s的速度水平向左運(yùn)動(dòng)，如圖所示。碰撞前后鋼球的動(dòng)量各是多少？碰撞前后鋼球的動(dòng)量變化了多少？解：取水平向右為坐標(biāo)軸的方向。碰撞前鋼球的速度為6m/s，碰撞前鋼球的動(dòng)量為：碰撞后鋼球的速度為v'=-6m/s，碰撞后鋼球的動(dòng)量為：碰撞前后鋼球動(dòng)量的變化量為：動(dòng)量的變化量是矢量，求得的數(shù)值為負(fù)值，表示它的方向與坐標(biāo)軸的方向相反，即?p的方向水平向左。定義：物體的末動(dòng)量與初動(dòng)量的矢量差叫做物體動(dòng)量的變化。(2)公式：Δp=mΔ?4.動(dòng)量的變化(Δ

p)通過例1，你能總結(jié)一下你計(jì)算這個(gè)例題收獲了哪些知識(shí)嗎？(3)方向：動(dòng)量是