人教版（2019）物理选择性必修一 1.1 动量 课件 (共21张PPT)

(共21张PPT)
1.1 动量
教学课件
人教版物理选择性必修一
1994年，"苏梅克-列维9号"彗星进入木星表面，期间，巨大的潮汐力直接将这颗彗星撕裂成了21块。
随后，这21个碎片按次序开始了对木星的连续轰击。第九块碎片撞击产生的巨大火球产生的爆破范围达到了3个地球那么大。21块碎片加起来释放的总能量更是超过了20亿颗广岛原子弹。
旷世大碰撞
一、碰撞
两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非常大的相互作用力的过程叫作碰撞。
a.相互作用的时间极短
b.相互作用力极大,其他外力可忽略
c.一般可以认为在“原位置”发生,碰撞过程位移可以忽略
一维碰撞——碰撞前后物体速度在同一条直线上
二维碰撞——碰撞前后物体速度在同一个平面上
3.分类：
思考:碰撞前后会不会也有什么量保持不变
2.特点：
1.定义:
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球停止运动而静止,B球开始运动,最终摆到和A球拉起时同样的高度。
为什么会发生这样的现象呢
问题
从实验的现象似乎可以得出: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
质量相同小球的碰撞
寻求碰撞中的不变量
质量不同小球的碰撞
如图1.1-1,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。我们可以看到,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。
从实验可以看出,质量大的C球与质量小的B球碰撞后,B球得到的速度比C球碰撞前的速度大,两球碰撞前后的速度之和并不相等。
图 1.1-1 质量不同小球的碰撞
可能有的同学会猜想,两个物体碰撞前后动能之和不变,所以质量小的球速度大;也有的同学会猜想,两个物体碰撞前后速度与质量的乘积之和可能是不变的。结论究竟如何，我们通过实验数来进一步说明。
仔细观察你会发现,两球碰撞前后的速度变化跟它们的质量有关系。质量大、速度较小的C球,使质量小的B球获得了较大的速度。
既然两球碰撞前后的速度之和并不相等。那么,对于所有的碰撞,碰撞前后到底什么量会是不变的呢
m1/kg m2/kg V/ms-1 V′/ms-1 m1V (m1+m2)V′
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
两辆小车的质量和碰撞前后的速度
0.326
0.319
0.340
0.328
0.411
0.397
试算一算，判断哪种猜想正确？
实验数据表明:这个实验中,两辆小车碰撞前后,动能之和并不相等;但是,在误差允许的范围内,质量与速度的乘积之和保持不变。
上面的实验提示我们，对于发生碰撞的两个物体来说，它们的mv之和在碰撞前后可能是不变的。这使我们意识到，mv 这个物理量具有特别的意义。
二、动量
(1)定义:物理学中把质量和 的乘积叫做物体的动量,通常用p来表示。
(2)表达式:P= 。(3)单位:kg·m/s。
(4)标矢性:动量是矢量,其方向和 方向相同。
(5)瞬时性:通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量。
(6)相对性:因速度与参考系的选取有关,故动量也与参考系的选取有关。
速度
mv
速度
(1)物体的速度大小不变，其动量不变。(　　)
(2)物体所受合力不变，其动量也不变。(　　)
(3)物体动能不变，动量一定不变。(　　)
(4)物体动量不变，动能一定不变。(　　)
(5)动量相同的物体，运动方向一定相同。(　　)
判断正误
√



√
三、动量的变化
(1)动量是矢量，动量的变化量Δp也是　　　，其方向与________________
的方向相同。
(2)动量的变化量Δp，一般用末动量p′减去初动量p进行矢量运算，也称为动量的增量.即Δp＝ 。
矢量
速度的改变量Δv
p′－p
(3)动量变化量Δp的计算方法
①若物体做直线运动，只需选定正方向，与正方向相同的动量取正，反之取负．Δp＝p1－p2，若Δp是正值，就说明Δp的方向与所选正方向相同；若Δp是负值，则说明Δp的方向与所选正方向相反．
②若初、末状态动量不在一条直线上，可按平行四边形定则求得Δp的大小和方向，这时Δp、p1为邻边，p2为平行四边形的对角线．如图所示．
(4)动量、动能、动量变化量的比较
动量 动能 动量变化量
定义式 p=mv Ek= mv2 Δp=p'-p
标矢性 矢量 标量 矢量
特点 状态量 状态量 过程量
关联方程 联系 (1)对于给定的物体,若动能发生变化,则动量一定也发生变化;若动量发生变化,动能不一定发生变化。 (2)各物理量都是相对量,都与参考系的选取有关,通常选取地面为参考系 1.一个质量为 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（图 1.1-3）。碰撞前后钢球的动量变化了多少？
分析 动量是矢量，虽然碰撞前后钢球速度的大小没有变化，但速度的方向变化了，所以动量的方向也发生了变化。为了求得钢球动
量的变化量，需要先选定坐标轴的方向，确定碰撞前后钢球的动量，然后用碰撞后的动量减去碰撞前的动量求得动量的变化量。
针对训练
解 取水平向右为坐标轴的方向。碰撞前钢球的速度为 6 m/s，碰撞前钢球的动量为
p ＝ mv ＝ 0.1 × 6 kg·m/s ＝ 0.6 kg·m/s
碰撞后钢球的速度 v′＝－ 6 m/s，碰撞后钢球的动量为
p′＝ mv′＝－ 0.1 × 6 kg·m/s ＝－ 0.6 kg·m/s
碰撞前后钢球动量的变化量为
p ＝ p′－ p ＝（－ 0.6 － 0.6） kg·m/s
＝－ 1.2 kg·m/s
动量的变化量是矢量，求得的数值为负值，表示它的方向与坐标轴的方向相反，即 p 的方向水平向左。
2．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．甲物体的动量p1=5 kg·m/s，乙物体的动量p2=-10 kg·m/s，所以p1>p2
B
3．关于动量的变化，下列说法中不正确的是（　　）A．做直线运动的物体速度增大时，动量的增量Δp的方向与运动方向相同B．做直线运动的物体速度减小并且没有反向时，动量的增量Δp的方向与运动方向相反C．物体的速度大小不变时，动量的增量Δp为零D．物体做平抛运动时，动量的增量一定不为零
C
4．质量为3kg的物体在水平面上做直线运动，若速度大小由2m/s变成5m/s，那么在此过程中，动量变化的大小可能是（　　）A．31.5kg·m/s B．12kg·m/sC．20kg·m/s D．21kg·m/s
D
5.如图所示，两个质量相等的小物体A、B分别从同一高度沿倾角不同的两光滑固定斜面上无初速度滑下，在两物体分别下滑到斜面底端时，下列说法中正确的是（　　）
A．两物体的动量相同
B．两物体的速度相同
C．两物体的动能相同
D．两物体动量的变化量相同
C
6．甲、乙两物体在同一条直线上相向运动，已知甲物体的质量是2kg，速率是5m/s，乙物体的质量是3kg，速率是6m/s，试求甲、乙两物体的总动能和总动量。
答案79J，大小为8kg·m/s，方向与甲的速度方向相反
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