物理人教版（2019）选择性必修第一册1.1动量（共29张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）选择性必修第一册1.1动量（共29张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 5.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-25 15:53:00 | ||
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文档简介
(共29张PPT)
第一章 动量动量守恒定律
1.1 动量
选择性必修 第一册
火车车厢之间的挂钩靠碰撞连接
台球由于碰撞而改变运动状态
汽车碰撞试验
思考：以上实例中，物体都发生了什么相互作用？
碰撞
台球的碰撞、汽车间的碰撞、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——动量守恒定律。
微观粒子间的碰撞
碰撞
碰撞：物体之间在极短时间内的相互作用。
思考：1. 碰撞前后会不会有什么物理量保持不变？
2. 如果有，这个量会是什么？
一、寻求碰撞中的不变量
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。
实验结论：碰撞后 A 球停止运动而静止，B 球开始运动，最终摆到和 A球拉起时同样的高度。A的速度传递给了B
猜想：碰撞前后，两球速度之和是不变的？
一、寻求碰撞中的不变量
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。
实验结论：B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
猜想：碰撞前后，两球速度之和并不是不变的，两球碰撞前后的速度变化跟它们的质量有关系。
A
B
A
B
2、入射球的质量越大，碰撞效果越明显。
碰撞效果与速度和质量有关
二、实验猜想
1、将小球拉起的高度越高，碰撞前入射球的速度就越大，碰撞效果越明显。
A
B
A
B
猜想１：
猜想２：
猜想３：
碰撞中的规律直接体现在碰撞的效果上。 既然质量和速度都能影响碰撞的效果，那么，碰撞中的不变量，必然既和质量有关，也和速度有关。猜一猜，碰撞前后系统的不变量可能是什么？
其实就是质量和速度怎么组合的问题。
三、实验方案
思考：若想验证我们的猜想哪一个正确，需要测量哪些物理量？
①用天平测量物体的质量
②测量两个物体在碰撞前后的速度
可以用哪些方法测量物体的速度？
速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用光电门、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。
方案一：利用光电门测速
需保证两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这条直线运动。
速度的测量： ，式中 Δx 为滑块上挡光片的宽度， Δt 为数字计时器显示的滑块上挡光片经过光电门的时间。
L
碰撞滑块
气垫导轨
实验时左边滑块运动，碰撞右边静止的滑块
光电门测速：测出滑块经过光电门的时间t，则滑块匀速运动的速度为v=L/t。
实验方案：
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光电计时器测量。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
需保证两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这条直线运动。
碰撞前 碰撞后
质量 m1 = m2 = m1 = m2 =
速度 v1 = v2 = v1 = v2 =
mv m1v1 + m2v2 = m1v1 + m2v2 =
mv2 m1v12 + m2v22 = m1v1 2 + m2v2 2 =
v/m
四、数据处理
数据处理：
m1/kg m2/kg v/(ms-1) v'/(ms-1) 碰前质量和速度乘积 碰前质量和速度乘积
1 0.519 0.519 0.628 0.307
2 0.519 0.718 0.656 0.265
3 0.718 0.519 0.572 0.321
0.33
0.32
0.34
0.33
0.41
0.40
实验结论：
此实验中两辆小车碰撞前后，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
m1 1＋m2 2＝m1 1′＋m2 2′
mv
动量
命名
二、动量
1.定义：质量和速度的乘积定义为物体的动量，用字母 p 表示。
2.表达式：
3.量性：矢量，其方向与速度方向相同
4.单位：
5.动量是相对的，与参考系的选择有关。
注意：物体的动量，总是指物体在某一时刻的动量，即具有瞬时性，故在计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度。
例1.下列关于动量的说法中正确的是( )
A．质量大的物体动量一定大
B．质量和速率都相同的物体的动量一定相同
C．一个物体的速率改变，它的动量不一定改变
D．一个物体的运动状态变化，它的动量一定改变
答案：D
动量的变化 p
1、某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量p ′跟初状态的动量p的矢量差，称为动量的变化（或动量的增量），即
2、动量变化的三种情况：
大小变化、方向改变或大小和方向都改变。
P
P′
p = p' - p
3、同一直线上动量变化的运算：
ΔP
P
ΔP
P′
P
ΔP
P′
P
P′
4、不在同一直线上的动量变化的运算，遵循平行四边形定则：
ΔP
P
P′
ΔP
动量的变化 p
例2.一个质量为 0.1 kg 的钢球，以 6 m/s 的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以 6 m/s 的速度水平向左运动。碰撞前后钢球的动量变化了多少？
解：以向右为正方向。
初态动量 p=mv=0.6 kg·m/s
末态动量 p'=mv'=－0.6 kg·m/s
动量的变化量△p=p'－p= －1.2 kg·m/s
p 的方向水平向左，大小为1.2 kg·m/s
情境：正在玩旋转秋千的游客，他的每一时刻的动量相同吗？每一时刻的动能相同吗？
提示：游客做匀速圆周运动，速度的方向时刻改变，所以动量时刻变化；速度的大小不变，所以动能不变．
5.动量和动能
动量发生变化时，动能不一定发生变化，动能发生变化时，动量一定发生变化。
动量发生变化
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
动能改变
动能改变
动能不变
例：试讨论以下几种运动的动量和动能变化情况
物体做匀速直线运动
物体做自由落体运动
物体做平抛运动
物体做匀速圆周运动
动量大小、方向均不变，动能不变
动量方向不变，大小随时间推移而增大，动能随着时间推移而增大
动量方向时刻改变，大小随时间推移而增大，动能增大
动量方向时刻改变，大小不变，动能不变
正误判断
1.动量相同的物体运动方向不一定相同。( )
2.质量大的物体的动量一定大。( )
3.物体的动量越大,则物体的惯性就越大。( )
4.质量和速率都相同的物体的动量一定相同。( )
×
解析:动量相同指动量的大小和方向均相同,而动量的方向就是速度的方向即运动方向,故动量相同的物体运动方向一定相同。
×
解析:动量是质量和速度的乘积,因此质量大、速度小的物体的动量可能小。
×
×
解析:动量是矢量,它的方向与速度的方向相同,而质量和速率都相同的物体,其动量大小一定相同,但方向不一定相同。
课堂练习
例3.关于动量,下列说法中正确的是 ( )
A.做匀速圆周运动的物体,动量不变
B.做匀变速直线运动的物体,它的动量一定在改变
C.物体的动量变化,动能也一定变化
D.甲物体动量p1=5 kg·m/s,乙物体动量p2=-10 kg·m/s,所以p1>p2
B
例4.(2014·上海卷)动能相等的两物体A、B在光滑水平面上沿同一直线相向而行，它们的质量之比mA∶mB＝2∶1，则动量大小之比pA∶pB＝________；
课堂小结
动量
2、单位：在国际单位制中，动量的单位是千克·米/秒，符号是 kg·m/s ；
１、定义：物体的质量和速度的乘积，叫做物体的动量，用符号p表示。公式表示为 p=mv
3、动量的变化量：某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量p ′跟初状态的动量p的矢量差，称为动量的变化（或动量的增量），即
p = p' - p
第一章 动量动量守恒定律
1.1 动量
选择性必修 第一册
火车车厢之间的挂钩靠碰撞连接
台球由于碰撞而改变运动状态
汽车碰撞试验
思考：以上实例中，物体都发生了什么相互作用？
碰撞
台球的碰撞、汽车间的碰撞、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——动量守恒定律。
微观粒子间的碰撞
碰撞
碰撞：物体之间在极短时间内的相互作用。
思考：1. 碰撞前后会不会有什么物理量保持不变？
2. 如果有，这个量会是什么？
一、寻求碰撞中的不变量
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。
实验结论：碰撞后 A 球停止运动而静止，B 球开始运动，最终摆到和 A球拉起时同样的高度。A的速度传递给了B
猜想：碰撞前后，两球速度之和是不变的？
一、寻求碰撞中的不变量
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。
实验结论：B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
猜想：碰撞前后，两球速度之和并不是不变的，两球碰撞前后的速度变化跟它们的质量有关系。
A
B
A
B
2、入射球的质量越大，碰撞效果越明显。
碰撞效果与速度和质量有关
二、实验猜想
1、将小球拉起的高度越高，碰撞前入射球的速度就越大，碰撞效果越明显。
A
B
A
B
猜想１：
猜想２：
猜想３：
碰撞中的规律直接体现在碰撞的效果上。 既然质量和速度都能影响碰撞的效果，那么，碰撞中的不变量，必然既和质量有关，也和速度有关。猜一猜，碰撞前后系统的不变量可能是什么？
其实就是质量和速度怎么组合的问题。
三、实验方案
思考：若想验证我们的猜想哪一个正确，需要测量哪些物理量？
①用天平测量物体的质量
②测量两个物体在碰撞前后的速度
可以用哪些方法测量物体的速度？
速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用光电门、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。
方案一：利用光电门测速
需保证两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这条直线运动。
速度的测量： ，式中 Δx 为滑块上挡光片的宽度， Δt 为数字计时器显示的滑块上挡光片经过光电门的时间。
L
碰撞滑块
气垫导轨
实验时左边滑块运动，碰撞右边静止的滑块
光电门测速：测出滑块经过光电门的时间t，则滑块匀速运动的速度为v=L/t。
实验方案：
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光电计时器测量。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
需保证两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这条直线运动。
碰撞前 碰撞后
质量 m1 = m2 = m1 = m2 =
速度 v1 = v2 = v1 = v2 =
mv m1v1 + m2v2 = m1v1 + m2v2 =
mv2 m1v12 + m2v22 = m1v1 2 + m2v2 2 =
v/m
四、数据处理
数据处理：
m1/kg m2/kg v/(ms-1) v'/(ms-1) 碰前质量和速度乘积 碰前质量和速度乘积
1 0.519 0.519 0.628 0.307
2 0.519 0.718 0.656 0.265
3 0.718 0.519 0.572 0.321
0.33
0.32
0.34
0.33
0.41
0.40
实验结论：
此实验中两辆小车碰撞前后，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
m1 1＋m2 2＝m1 1′＋m2 2′
mv
动量
命名
二、动量
1.定义：质量和速度的乘积定义为物体的动量，用字母 p 表示。
2.表达式：
3.量性：矢量，其方向与速度方向相同
4.单位：
5.动量是相对的，与参考系的选择有关。
注意：物体的动量，总是指物体在某一时刻的动量，即具有瞬时性，故在计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度。
例1.下列关于动量的说法中正确的是( )
A．质量大的物体动量一定大
B．质量和速率都相同的物体的动量一定相同
C．一个物体的速率改变，它的动量不一定改变
D．一个物体的运动状态变化，它的动量一定改变
答案：D
动量的变化 p
1、某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量p ′跟初状态的动量p的矢量差，称为动量的变化（或动量的增量），即
2、动量变化的三种情况：
大小变化、方向改变或大小和方向都改变。
P
P′
p = p' - p
3、同一直线上动量变化的运算：
ΔP
P
ΔP
P′
P
ΔP
P′
P
P′
4、不在同一直线上的动量变化的运算，遵循平行四边形定则：
ΔP
P
P′
ΔP
动量的变化 p
例2.一个质量为 0.1 kg 的钢球，以 6 m/s 的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以 6 m/s 的速度水平向左运动。碰撞前后钢球的动量变化了多少？
解：以向右为正方向。
初态动量 p=mv=0.6 kg·m/s
末态动量 p'=mv'=－0.6 kg·m/s
动量的变化量△p=p'－p= －1.2 kg·m/s
p 的方向水平向左，大小为1.2 kg·m/s
情境：正在玩旋转秋千的游客，他的每一时刻的动量相同吗？每一时刻的动能相同吗？
提示：游客做匀速圆周运动，速度的方向时刻改变，所以动量时刻变化；速度的大小不变，所以动能不变．
5.动量和动能
动量发生变化时，动能不一定发生变化，动能发生变化时，动量一定发生变化。
动量发生变化
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
动能改变
动能改变
动能不变
例：试讨论以下几种运动的动量和动能变化情况
物体做匀速直线运动
物体做自由落体运动
物体做平抛运动
物体做匀速圆周运动
动量大小、方向均不变，动能不变
动量方向不变，大小随时间推移而增大，动能随着时间推移而增大
动量方向时刻改变，大小随时间推移而增大，动能增大
动量方向时刻改变，大小不变，动能不变
正误判断
1.动量相同的物体运动方向不一定相同。( )
2.质量大的物体的动量一定大。( )
3.物体的动量越大,则物体的惯性就越大。( )
4.质量和速率都相同的物体的动量一定相同。( )
×
解析:动量相同指动量的大小和方向均相同,而动量的方向就是速度的方向即运动方向,故动量相同的物体运动方向一定相同。
×
解析:动量是质量和速度的乘积,因此质量大、速度小的物体的动量可能小。
×
×
解析:动量是矢量,它的方向与速度的方向相同,而质量和速率都相同的物体,其动量大小一定相同,但方向不一定相同。
课堂练习
例3.关于动量,下列说法中正确的是 ( )
A.做匀速圆周运动的物体,动量不变
B.做匀变速直线运动的物体,它的动量一定在改变
C.物体的动量变化,动能也一定变化
D.甲物体动量p1=5 kg·m/s,乙物体动量p2=-10 kg·m/s,所以p1>p2
B
例4.(2014·上海卷)动能相等的两物体A、B在光滑水平面上沿同一直线相向而行，它们的质量之比mA∶mB＝2∶1，则动量大小之比pA∶pB＝________；
课堂小结
动量
2、单位：在国际单位制中，动量的单位是千克·米/秒，符号是 kg·m/s ；
１、定义：物体的质量和速度的乘积，叫做物体的动量，用符号p表示。公式表示为 p=mv
3、动量的变化量：某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量p ′跟初状态的动量p的矢量差，称为动量的变化（或动量的增量），即
p = p' - p