资源简介

1.1 动量
高中物理选择性必修第一册课件
主讲老师：xxx
寻求碰撞中的不变量
动量
高中物理选择性必修第一册
新课引入
01.
台球的碰撞、微观粒子的散射，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——动量守恒定律。动量守恒定律是自然界中最普遍的规律之一，无论是设计火箭还是研究微观粒子，都离不开它。
新课引入
02.
从历史上看，一般说来，这(引入新的概念)永远是走向科学进步的最有力的方法之一。
——霍耳顿
生活中的碰撞现象
01.
火车车厢之间的挂钩靠碰撞连接
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问题与思考
02.
碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象。那么，这些看似不同的碰撞现象背后是否隐藏着相同的物理规律呢？
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寻求碰撞中的不变量
第一部分
质量相同小球的碰撞
01.
探究1：用两根长度相同的细绳，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。
实验现象：可以看到，碰撞后 A 球停止运动而静止，B 球开始运动，最终摆到和 A 拉起时同样的高度。
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问题与思考
02.
思考：两个完全相同的钢球A、B碰撞时出现的现象是否具有普遍意义?速度真的可以传递吗？你能通过怎样改变实验条件来检验你的猜想?
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探究2：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。
实验现象：可以看到，碰撞后 B 球获得较大的速度，摆起的最大高度大于 C 球被拉起时的高度。
　 对比两次碰撞的结果发现，碰撞效果与速度和质量有关，这其中是否存在一个不变的量呢？下面我们通过实验数据来研究上述问题。
质量不同小球的碰撞
03.
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小车碰撞实验
05.
如图， 两辆小车都放在滑轨上，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。小车的速度用滑轨上的数字计时器测量。
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实验数据
06.
下表中的数据是某次实验时采集的。其中，m1 是运动小车的质量，m2是静止小车的质量 ；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。
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视频演示
05.
实验结论
09.
从实验数据可以看出，此实验中两辆小车碰撞前后，动能之和并不相等，但质量与速度的乘积之和却基本不变。
这使我们意识到，mv这个物理量具有特别的意义。
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动 量
第二部分
动量
01.
1. 定义：在物理学中，把物体的质量 m 和速度 ? 的乘积叫做物体的动量p，用公式表示为：p=mv
2. 单位：千克米每秒(kg·m/s)
3. 三个性质：
(2) 瞬时性:是状态量，与某一时刻相对应
(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
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v
m
动量的变化
02.
p′
p
Δp
(1) 动量的变化等于末状态动量减初状态的动量，
其方向与Δ?的方向相同（在同一直线上的问题采用代数运算）。
1.定义：物体的末动量与初动量的矢量差叫做物体动量的变化；
2.表达式： Δ p = mΔ?
(2) 动量的变化也叫动量的增量或动量的改变量。
不在同一条直线上动量变化的运算，遵循平行四边形定则。
(3) 动量发生变化的三种情况：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。
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动量变化实例分析
03.
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
G
v0
G
v
O
V
V
V
O
动量大小、方向均不变
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问题与思考
04.
高中物理选择性必修第一册
如图，正在做变速圆周运动的物体，它的动量和动能如何变化？
动量和动能有关系吗？
动量和动能的区别与联系
05.
{69CF1AB2-1976-4502-BF36-3FF5EA218861}
动能
动量
区别
定义
物体由于运动而具有的能
物体质量与速度的乘积
公式
Ek＝12 mv2
p＝mv
单位
焦耳（J）
千克米每秒（kg·m/s）
标、矢量
标量
矢量
运算法则
代数运算法则
平行四边形定则
变化情况
v 变化（方向），Ek 不一定变化
v 变化，p 一定变化
联系
都是状态量、相对量，两者大小关系：Ek＝p22m，p＝2mEk
{69CF1AB2-1976-4502-BF36-3FF5EA218861}
动能
动量
区别
定义
物体由于运动而具有的能
物体质量与速度的乘积
公式
p＝mv
单位
焦耳（J）
千克米每秒（kg·m/s）
标、矢量
标量
矢量
运算法则
代数运算法则
平行四边形定则
变化情况
v 变化（方向），Ek 不一定变化
v 变化，p 一定变化
联系
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教材例题
06.
高中物理选择性必修第一册
一个质量m= 0.1 kg 的钢球，以? = 6 m/s 的速度水平向右运动，碰到一个坚硬物后被弹回，沿着同一直线以?'= 6 m/s 的速度水平向左运动，如图所示。碰撞前后钢球的动量各是多少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？
【解析】选水平向右为正方向
初动量 p = m?= 0.1×6 kg · m/s = 0.6 kg · m/s
?
动量变化 Δp = ????? ??p = ??1.2 kg · m/s
?
v
v′
总结提升
第四部分
课堂小结
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寻求碰撞中的不变量
动量
从实验数据可以看出，此实验中两辆小车碰撞前后，动能之和并不相等，但质量与速度的乘积之和却基本不变。
在物理学中，把物体的质量 m 和速度 ? 的乘积叫做物体的动量p
(1) 矢量性(2) 瞬时性(3) 相对性
p=mv
动量发生变化的三种情况：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。
例题1
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01.
【参考答案】D
高中物理选择性必修第一册
关于物体的动量，下列说法中正确的是（　　）
A．物体的动量越大，其惯性越大
B．物体的动能发生变化，其动量可能不变
C．物体的动量越大，其动能越大
D．物体的动量发生变化，其动能可能不变
解析
例题精选
02.
高中物理选择性必修第一册
A．动量大，说明质量与速度的乘积大，但质量不一定大，故惯性也不一定大，故A错误；B．物体的动能发生变化，则物体的质量和速度大小发生变化，动量一定变化，故B错误；C．根据动量与动能的关系????2=2????????????
物体的动量越大，其动能不一定越大，故C错误；
D．动量是矢量，若速度的方向发生变化，大小不变，则物体的动量发生变化，此时动能不变，故D正确；故选D。
?
例题2
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03.
【参考答案】B
高中物理选择性必修第一册
如图所示，小球在水平拉力F的作用下以恒定速率在竖直平面内由P点运动到Q点。在此过程中（　　）
A．绳子拉力做正功
B．拉力F的瞬时功率逐渐增大
C．小球的机械能守恒
D．小球的动量逐渐增大
解析
例题精选
04.
高中物理选择性必修第一册
A．小球在运动过程中，绳子拉力方向与速度方向始终垂直，则绳子拉力不做功，故A错误；
B．绳子拉力不做功，根据动能定理有????F?????G克=0,则有????F=????G克
水平拉力做的功与克服重力做功相等，则水平拉力的功率等于克服重力做功的功率，令速度重力方向与圆周切线间的锐角为????，根据功率的定义式有????=????????????cos????
小球做匀速圆周运动由P点运动到Q点，????逐渐减小，则拉力F的瞬时功率逐渐增大，故B正确；
C．小球在运动过程中，速度大小不变，动能不变，高度升高，重力势能增大，则小球的机械能增大，故C错误；
D．根据????=????????,速度大小一定，则小球的动量大小不变，故D错误。故选B。
?
例题3
例题精选
05.
【参考答案】D
高中物理选择性必修第一册
一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒击打后，反向水平飞回，速度大小为45m/s，以垒球初速度的方向为正方向，则垒球被棒击打前后动量变化量为（　　）
A．+3.6kg?m/s B．?3.6kg?m/s
C．+12.6kg?m/s D．?12.6kg?m/s
?
解析
例题精选
06.
高中物理选择性必修第一册
初动量为????1=????????1=0.18×25kg?m/s=4.5kg?m/s
打击后动量为????2=????????2=0.18×(?45)kg?m/s=?8.1kg?m/s
故动量变化为Δ????=????2?????1=?12.6kg?m/s,故选D。
?
例题4
例题精选
07.
【参考答案】D
高中物理选择性必修第一册
“双星”是宇宙中普遍存在的一种天体系统，由两颗恒星组成，双星系统远离其他恒星，在相互的万有引力作用下绕连线上一点做周期相同的匀速圆周运动。如图所示，A、B两颗恒星构成双星系统，绕共同的圆心O做匀速圆周运动，经过t（小于周期）时间，A、B两恒星的动量变化量分别为Δ????A、Δ????B，则下列判断正确的是（　　）
A．Δ????A>Δ????B B．Δ????A<Δ????B
C．Δ????A=Δ????B D．Δ????A=?Δ????B
?
解析
例题精选
08.
高中物理选择性必修第一册
系统所受的合外力为零，系统的总动量守恒，根据牛顿第二定律
????引=????A????A=????B????B
加速度为????=????2????=????????,则有????A????A????=????B????B????
由于角速度相同，因此????A????A=????B????B
两恒星的速度方向始终相反，则????A=?????B
因此系统的总动量始终为零，可得Δ????A=?Δ????B，Δ????A=Δ????B
故选D。
?
THANKS
谢谢观看

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