1.1 动量 (共22张PPT) 课件 2024-2025学年高二物理人教版（2019）选择性必修第一册

(共22张PPT)
第一章 动量守恒定律
第1节 动量
生活中的碰撞现象
这些不同的碰撞现象中是否隐藏着相同的物理规律？
1. 通过实验用不同的方法探究碰撞中的不变量；
2.理解动量和动量的变化量的概念，并会计算动量的变化量。
01 寻找碰撞中的不变量
（一）实验演示
【实验步骤】如图所示，A、B是两个悬挂起来的钢球，质量相等。使B球静止，拉起A球，放开A后与B碰撞。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。然后拉起B至某一高度后放开，撞击静止的B球。观察两球碰撞后速度变化。
碰撞中的不变量可能与哪些因素有关？
（二）实验设计
1.要想验证猜想，需要测量哪些物理量？
提示：需要测量两个相互碰撞物体的质量和碰撞前后的速度。
2.为实验方便操作和结果分析，我们在测量速度时，可以怎么办？
提示：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。
测量速度的方案设计
方案一：利用光电门测速
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。
方案二：利用打点计时器测速
将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。让小车 A 运动，小车B 静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个小车连接成一体（如下图所示）。通过纸带测出它们碰撞前后的速度。
（三）实验操作
质量(g) 速度（v(cm/s)）
次数 滑块A 滑块B A碰前v1 B碰前v2 A碰后v’1 B碰后v’2
1 270 168 79.0 0 45.8 45.8
2 89.0 0 54.1 54.1
3 142.4 0 87.4 87.4
以下是某组同学实验后得出的数据记录，根据数据猜想以下碰撞中的不变量是什么？
（四）数据分析
1
2
3
0.169
0.092
0.214
0.128
0.547
0.335
0.213
0.201
0.240
0.237
0.384
0.382
2.926
1.046
3.296
1.235
5.274
1.995
实验结论：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。
1.定义：物体的质量与速度的乘积，即p＝mv.
知识点二：动量
2.单位：动量的国际制单位是千克米每秒，符号是kg·m/s.
3.动量是状态量:求动量时要明确是哪一物体在哪一状态(时刻)的动量，p＝mv中的速度v是瞬时速度。
4.动量的矢量性:动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同，有关动量的运算，如果物体在一条直线上运动，则选定一个正方向后，动量的矢量运算就可以转化为代数运算了。
5.动量的相对性:指物体的动量与参考系的选择有关，选不同的参考系时，同一物体的动量可能不同，通常在不说明参考系的情况下，物体的动量是指物体相对地面的动量。
6.动量和动能的比较
动量 动能
物理意义 描述机械运动状态的物理量
定义式 p＝mv Ek＝mv2
标矢性 矢量 标量
变化决定因素 物体所受冲量 外力所做的功
换算关系 p＝√2mEk，Ek＝p2/2m
7.动量变化量的计算：
p
p′
同一直线上动量变化的运算：规定正方向，矢量运算转化为代数运算。
Δp
p
Δp
p′
p
p′
Δp
思考：不在同一直线上的动量变化如何求解
不在同一直线上动量变化的运算：遵循平行四边形定则。
p′
Δp
p′
Δp
p
p
Δp＝p′－p
p′＝Δp+p
也称三角形法则：从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端。
【例题】 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，如图所示。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。
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。
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 × 6kg. m/s=- 0.6kg·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=- 1.2kg· m/s
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 × 6kg.·m/s= 0.6kg·m/s
1．（多选）关于动量的变化，下列说法正确的是（ 　　）
A．在加速直线运动中，物体动量的变化量的方向与运动方向相同
B．在减速直线运动中，物体动量的变化量的方向与运动方向相反
C．物体的速度大小不变时，动量的变化量为零
D．物体做曲线运动时，动量的变化量一定不为零
AB
2．（多选）运动的物体的质量比为 2:1,则：( )
A．当它们的动能相同时，动量之比P甲∶P乙 = 2:1
B．当它们的动能相同时，动量之比P甲∶P乙 = :1
C．当它们的动量相同时，它们的动能之比Ek甲∶Ek乙 = 2:1
D．当它们的动量相同时，它们的动能之比Ek甲∶Ek乙 = 1:2
BD
3．如图所示，甲、乙两人在水平路面上沿相反方向运动。已知甲的质量为40kg，速度大小υ1=5 m/s；乙的质量为80kg，速度大小υ2=2.5 m/s。则以下说法正确的是（　 　）
A．甲的动量比乙的动量大
B．甲、乙两人的动量相同
C．甲的动量大小为200 kg·m/s
D．乙的动量大小为200 kg·m/s
D
4.质量m=0.1 kg的橡皮泥,从高h=5 m处自由下落(g取10 m/s2),橡皮泥落到地面后静止,求:
(1)橡皮泥从开始下落到与地面接触前这段时间内动量的变化。
(2)橡皮泥与地面作用的这段时间内动量的变化。
(3)橡皮泥从静止开始下落到静止在地面上这段时间内动量的变化。
答案 (1)大小为1 kg·m/s,方向竖直向下
(2)大小为1 kg·m/s,方向竖直向上 (3)0
动量
寻求碰撞中的不变量
动量
定义：p=mv
方向：与速度方向相同
动量的变化量△p=p'-p