1.1 动量 课件(共23张PPT)-2023-2024学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

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1.1 动量 课件(共23张PPT)-2023-2024学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

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(共23张PPT)
1.1 动量
观察与思考
生活中的碰撞现象:
击打网球、击打台球、锤子钉铁钉、汽车间的碰撞、行星碰撞、微观粒子的碰撞,这些运动似乎有天壤之别。然而,物理学的研究表明,它们遵从相同的科学规律。
一、寻求碰撞中的不变量
小实验1: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。
一、寻求碰撞中的不变量
小实验1: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。
可以看到:碰撞后A球停止运动并静止,
B球开始运动,最终摆到和A球拉起时同样的高度。
从实验现象似乎可以得出:
碰撞后,A球的速度大小不变地“传给”了B球。
这意味着: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?
小实验2:将上面实验中的A球换成质量更大的C球,用手拉起C球至某一高度后放开,撞击静止的B球。
一、寻求碰撞中的不变量
一、寻求碰撞中的不变量
小实验2:将上面实验中的A球换成质量更大的C球,用手拉起C球至某一高度后放开,撞击静止的B球。
可以看到:B球摆起的最大高度大于C球被拉起时的高度,碰撞后B球获得较大的速度。
可以看出:两球碰撞前后的速度之和并不相等。
那么用小球撞击大球也会有这样的结果吗?
一、寻求碰撞中的不变量
思考:两球碰撞前后系统是否存在一个不变的量呢 ?
猜想1:两个物体碰撞前后动能之和不变,所以质量小的球速度大;
猜想2:两个物体碰撞前后速度与质量的乘积之和可能是不变的……
也许还有……
一、寻求碰撞中的不变量
两个滑块都放在滑轨上,用一个运动的滑块碰撞一个静止的滑块,碰撞后两个滑块粘在一起运动。滑块的速度用滑轨上的光电计时器测量。
物理量的测量:
天平测量出两滑块的质量,
利用光电门传感器测量出两滑块的碰撞前、后的速度。
实验探究:
一、寻求碰撞中的不变量
一、寻求碰撞中的不变量
下表中的数据是某次实验时采集的。其中,m1是运动滑块的质量,m2是静止滑块的质量;v是运动滑块碰撞前的速度,v′是碰撞后两个滑块的共同速度。
表 两个滑块的质量和碰撞前后的速度
一、寻求碰撞中的不变量
数据处理:
实验结论:
此实验中两个滑块碰撞前后,动能之和并不相等,但是质量与速度的乘积之和却基本不变。
mv这个物理量具有特别的意义。
动量
二、动量
动量的发展史:
笛卡儿:最先提出动量概念,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。
惠更斯:明确提出动量的守恒性和方向性。
牛顿: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性和方向性。
二、动量
1.定义:
在物理学中,把物体的质量m 和速度 v的乘积叫做物体的动量,
用字母 p 表示。
2.定义式:
p= mv
3.单位:
在国际单位制中,动量的单位是千克 米每秒( kg m/s)
4.对动量的理解:
(1)矢量性:
方向由速度方向决定,与该时刻的速度方向相同。
(2)瞬时性:
是状态量,与某一时刻相对应。速度取瞬时速度。
(3)相对性:
与参考系的选择有关,一般以地球为参考系。
二、动量
 (多选)关于物体的动量,下列说法中正确的是
A.物体的动量越大,其惯性也越大
B.物体的速度方向改变,其动量一定改变
C.动量相同的物体,运动方向一定相同
D.运动的物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的加速度方向
三、动量的变化量
1.定义:在某段时间内,物体的末动量与初动量的矢量差,叫作物体动量的变化量。
2.表达式:
Δp=p′-p=mv'-mv=mΔ
注:动量变化量Δ p是矢量,方向与Δ 方向相同。
思考:怎么判断物体动量有没有变化?
动量(速度)大小变化
动量(速度)方向改变
动量(速度)大小和方向都改变
三、动量的变化量
如图所示,一足球运动员踢一个质量为0.4 kg的足球.
(1)若开始时足球的速度是4 m/s,方向向右,踢球后,球的速度为10 m/s,方向仍向右(如图甲),求足球的初动量、末动量以及踢球过程中足球动量的改变量;
三、动量的变化量
取向右为正方向,初、末动量分别为:
p=mv=0.4×4 kg·m/s=1.6 kg·m/s,方向向右,
p′=mv′=0.4×10 kg·m/s=4 kg·m/s,方向向右,
动量的改变量为Δp=p′-p=2.4 kg·m/s,方向向右.
三、动量的变化量
(2)若足球以10 m/s的速度撞向球门门柱,然后以3 m/s的速度反向弹回(如图乙),求这一过程中足球的动量改变量.
三、动量的变化量
取向右为正方向,初、末动量分别为:
p1=mv1=0.4×10 kg·m/s=4 kg·m/s,方向向右,
p2=mv2=0.4×(-3) kg·m/s=-1.2 kg·m/s,即方向向左,
动量的改变量为Δp′=p2-p1=-5.2 kg·m/s,负号表示方向向左.
三、动量的变化量
不在同一条直线上的动量变化的运算,遵循平行四边形定则。
p=3kg·m/s
p'=8kg·m/s
△p=5kg·m/s
p=6kg·m/s
p'=2kg·m/s
△p=-4kg·m/s
p=3kg·m/s
p'=-2kg·m/s
△p=-5kg·m/s
p=3kg·m/s
p'=4kg·m/s
△p=5kg·m/s
三、动量的变化量
总结提升:
(1)动量的变化量是用末动量减初动量,即Δp=p'-p。
(2)动量的变化量为矢量,要选定正方向,求Δp时也要说明方向。
三、动量的变化量
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
动量大小、方向均不变
②物体做自由落体运动
动量方向不变,大小随时间推移而增大
③物体做平抛运动
动量方向时刻改变,大小随时间推移而增大
④物体做匀速圆周运动
动量方向时刻改变,大小不变
课堂小结
一、碰撞中的不变量
二、动量
1.定义:物体的质量和速度的乘积。
2.定义式:p=mv,单位:kg·m/s。
3.理解:(1)矢量性;(2)瞬时性;(3)相对性。
三、动量的变化量
1.末动量减初动量,即Δp=p'-p。
2.动量的变化量为矢量,要选定正方向

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