物理人教版（2019）选择性必修第一册1.1动量（共22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22张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 12.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-10-31 09:57:25 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
1.1 动量
选择性必修第一册
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
霍耳顿(Gerald Holton，1922—)，美国著名科学史家，哈佛大学物理学教授兼科学史教授。
1.让两个质量相同的钢球碰撞时，A球碰后静止，B球摆至A球原来等高位置，A球速度“传给”B球，是否意味着两球的速度之和不变？是否所有碰撞都有这样的规律？
2.让两个质量不同的钢球碰撞时，通过你观察到的现象，你是否还认为两球的速度之和不变？是否还认为所有碰撞都有这样的规律？
一、寻求碰撞中的不变量
B
A
一、寻求碰撞中的不变量
【实验器材】
滑轨、数字计时器、小车两辆、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥、天平、光电门。
【实验原理】
1. 质量的测量：用天平测量。
2. 速度的测量：用滑轨上的数字计时器测量。
3. 利用在小车上增加重物的方法改变碰撞物体的质量。
表 两辆小车的质量和碰撞前后的速度
m1/kg m2/kg v/(m·s－1) v′/(m·s－1)
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
猜想：物体的质量和速度在碰撞前后有什么不变的关系
×
×
√
+0=+
+0=
动量
1.定义：物理学中把质量和速度的乘积 mv 定义为物体的动量，用字母 p 表示。
4.矢量：动量是矢量，动量的方向与速度的方向相同.
2.公式：p＝mv
3.单位：动量的单位是由质量的单位与速度的单位构成的，是千克米每秒，符号是 kg·m/s .
动量的变化量
1. m，v 的大小和方向，三者任意一个变化，p就变。
2.Δp＝p－p0＝mv－mv0 (规定正方向)
动量与动能的区别
1.动量 p＝mv 是矢量，动能 Ek＝mv2 是标量。
2. p 与 Ek 都是状态量，对应某一位置或某一时刻。
3. p 与 Ek 数值关系。
例题：一个质量为 0.1kg 的钢球，以 6m/s 的速度水平向右运动，碰到坚硬的壁后弹回，沿着同一直线以 6m/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
解 取水平向右为坐标轴的方向。碰撞前钢球的速度为6m/s，碰撞前钢球的动量为
p＝mv＝0.1×6 kg·m/s＝0.6kg·m/s
碰撞后钢球的速度 v′＝－6m/s，碰撞后钢球的动量为
p′＝mv′＝－0.1×6kg·m/s＝－0.6 kg·m/s
碰撞前后钢球动量的变化量为
Δp＝p′－p＝(－0.6－0.6) kg·m/s＝－1.2 kg·m/s
让一位同学把一个充气到直径 1m 左右的大乳胶气球，以某一速度水平投向你，请你接住(图1.1-4)。把气放掉后气球变得很小，再把气球以相同的速度投向你。两种情况下，你的体验有什么不同 这是为什么呢
做一做
微判断
1.动量的方向与物体的速度方向相同。( )
2.质量和速率都相同的物体的动量一定相同。( )
3.动量相同的物体运动方向不一定相同。( )
4.物体的质量越大，动量一定越大。( )
5.物体的动量相同，其动能也一定相同。( )
√
×
×
×
×
【例1】 某同学利用气垫导轨做探究碰撞中的不变量的实验，气垫导轨装置如图，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。
(1)下面是实验的主要步骤。
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平;
②向气垫导轨通入压缩空气; ③接通数字计时器;
④把滑块2静止放在气垫导轨的中间; ⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;
⑥释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧有固定弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2，两滑块通过光电门后依次被制动;
⑦读出滑块通过两个光电门的挡光时间，滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1=10.01 ms，通过光电门2的挡光时间Δt2=49.99 ms，滑块2通过光电门2的挡光时间Δt3=8.35 ms;
⑧测出挡光片的宽度d=5 mm，测得滑块1的质量为m1=300 g，滑块2(包括弹簧)质量为m2=200 g。
①实验中气垫导轨的作用：A. ;
B. 。
②碰撞前滑块1的速度v1为 m/s；碰撞后滑块1的速度v2为 m/s；
滑块2的速度v3为 m/s。(结果保留两位有效数字)
学以致用
1.在用气垫导轨做探究碰撞中的不变量实验时，左侧滑块质量m1=170 g，右侧滑块质量m2=110 g，挡光片宽度为3.00 cm，两滑块之间有一压缩的弹簧片，并用细线连在一起，如图。开始时两滑块静止，烧断细线后，两滑块分别向左、右方向运动。挡光片通过光电门的时间分别为Δt1=0.32 s，Δt2=0.21 s。规定向左为正方向，
则两滑块的速度分别为v1'= m/s， v2'= m/s。
烧断细线前m1v1+m2v2= kg· m/s，
烧断细线后m1v1'+m2v2'= kg· m/s。
可得到的结论是 。
答案:0.094 -0.143 0 2.5×10-4 在实验允许的误差范围内,m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'
【例2】 羽毛球是速度最快的球类运动之一，运动员扣杀羽毛球的速度可达到342 km/h。假设球飞来的速度为90 km/h，运动员将球以342 km/h的速度反向击回。设羽毛球质量为5 g，击球过程只用了0.05 s。求:
(1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量;
(2)运动员击球过程中羽毛球的动能变化量。
答案:(1)0.6 kg· m/s，方向与羽毛球飞来的方向相反 (2)21 J
学以致用
2.(多选)下列说法正确的是( )
A. 动能变化的物体，动量一定变化
B. 动能不变的物体，动量一定不变
C. 动量变化的物体，动能一定变化
D. 动量大的物体，动能不一定大
答案:AD
学以致用
3.物体甲的质量为m1，物体乙的质量为m2，甲、乙运动的动量大小相等，则甲、乙的动能之比为( )
答案:A
随堂反馈
1.(多选)在探究碰撞中的不变量的实验中，若用气垫导轨和数字计时装置进行探究，则需要的测量仪器(或工具)有( )
A.停表 B.天平 C.毫米刻度尺 D.螺旋测微器
答案:BC
2.关于动量，下列说法正确的是( )
A. 速度大的物体，它的动量一定也大
B. 动量大的物体，它的速度一定也大
C. 只要物体运动的速度大小不变，物体的动量也保持不变
D. 质量一定的物体，动量变化越大，该物体的速度变化一定越大
答案:D
3.一质量为2 kg的物体，速度由向东3 m/s变为向西3 m/s，在这个过程中该物体的动量变化量的大小与动能的变化量分别是( )
A.0、0 B.0、18 J
C.12 kg·m/s、0 D.12 kg·m/s、18 J
答案:C
4.质量为5 kg的小球以5 m/s的速度竖直落到地板上，随后以3 m/s的速度反向弹回。若取竖直向下的方向为正方向，则小球动量的变化量为 。
答案:-40 kg· m/s
5.用如图装置探究碰撞中的不变量，气垫导轨水平放置，挡光板宽度为9.0 mm，两滑块被弹簧(图中未画出)弹开后，左侧滑块通过左侧光电门，数字计时器记录时间为0.040 s，右侧滑块通过右侧光电门，数字计时器记录时间为0.060 s，左侧滑块质量为100 g，左侧滑块的m1v1= g· m/s，右侧滑块质量为150 g，两滑块质量与速度的乘积的矢量和m1v1+m2v2= g· m/s。 (取向左为速度的正方向)
答案:22.5 0
1.1 动量
选择性必修第一册
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
霍耳顿(Gerald Holton，1922—)，美国著名科学史家，哈佛大学物理学教授兼科学史教授。
1.让两个质量相同的钢球碰撞时，A球碰后静止，B球摆至A球原来等高位置，A球速度“传给”B球，是否意味着两球的速度之和不变？是否所有碰撞都有这样的规律？
2.让两个质量不同的钢球碰撞时，通过你观察到的现象，你是否还认为两球的速度之和不变？是否还认为所有碰撞都有这样的规律？
一、寻求碰撞中的不变量
B
A
一、寻求碰撞中的不变量
【实验器材】
滑轨、数字计时器、小车两辆、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥、天平、光电门。
【实验原理】
1. 质量的测量：用天平测量。
2. 速度的测量：用滑轨上的数字计时器测量。
3. 利用在小车上增加重物的方法改变碰撞物体的质量。
表 两辆小车的质量和碰撞前后的速度
m1/kg m2/kg v/(m·s－1) v′/(m·s－1)
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
猜想：物体的质量和速度在碰撞前后有什么不变的关系
×
×
√
+0=+
+0=
动量
1.定义：物理学中把质量和速度的乘积 mv 定义为物体的动量，用字母 p 表示。
4.矢量：动量是矢量，动量的方向与速度的方向相同.
2.公式：p＝mv
3.单位：动量的单位是由质量的单位与速度的单位构成的，是千克米每秒，符号是 kg·m/s .
动量的变化量
1. m，v 的大小和方向，三者任意一个变化，p就变。
2.Δp＝p－p0＝mv－mv0 (规定正方向)
动量与动能的区别
1.动量 p＝mv 是矢量，动能 Ek＝mv2 是标量。
2. p 与 Ek 都是状态量，对应某一位置或某一时刻。
3. p 与 Ek 数值关系。
例题：一个质量为 0.1kg 的钢球，以 6m/s 的速度水平向右运动，碰到坚硬的壁后弹回，沿着同一直线以 6m/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
解 取水平向右为坐标轴的方向。碰撞前钢球的速度为6m/s，碰撞前钢球的动量为
p＝mv＝0.1×6 kg·m/s＝0.6kg·m/s
碰撞后钢球的速度 v′＝－6m/s，碰撞后钢球的动量为
p′＝mv′＝－0.1×6kg·m/s＝－0.6 kg·m/s
碰撞前后钢球动量的变化量为
Δp＝p′－p＝(－0.6－0.6) kg·m/s＝－1.2 kg·m/s
让一位同学把一个充气到直径 1m 左右的大乳胶气球，以某一速度水平投向你，请你接住(图1.1-4)。把气放掉后气球变得很小，再把气球以相同的速度投向你。两种情况下，你的体验有什么不同 这是为什么呢
做一做
微判断
1.动量的方向与物体的速度方向相同。( )
2.质量和速率都相同的物体的动量一定相同。( )
3.动量相同的物体运动方向不一定相同。( )
4.物体的质量越大，动量一定越大。( )
5.物体的动量相同，其动能也一定相同。( )
√
×
×
×
×
【例1】 某同学利用气垫导轨做探究碰撞中的不变量的实验，气垫导轨装置如图，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。
(1)下面是实验的主要步骤。
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平;
②向气垫导轨通入压缩空气; ③接通数字计时器;
④把滑块2静止放在气垫导轨的中间; ⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;
⑥释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧有固定弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2，两滑块通过光电门后依次被制动;
⑦读出滑块通过两个光电门的挡光时间，滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1=10.01 ms，通过光电门2的挡光时间Δt2=49.99 ms，滑块2通过光电门2的挡光时间Δt3=8.35 ms;
⑧测出挡光片的宽度d=5 mm，测得滑块1的质量为m1=300 g，滑块2(包括弹簧)质量为m2=200 g。
①实验中气垫导轨的作用：A. ;
B. 。
②碰撞前滑块1的速度v1为 m/s；碰撞后滑块1的速度v2为 m/s；
滑块2的速度v3为 m/s。(结果保留两位有效数字)
学以致用
1.在用气垫导轨做探究碰撞中的不变量实验时，左侧滑块质量m1=170 g，右侧滑块质量m2=110 g，挡光片宽度为3.00 cm，两滑块之间有一压缩的弹簧片，并用细线连在一起，如图。开始时两滑块静止，烧断细线后，两滑块分别向左、右方向运动。挡光片通过光电门的时间分别为Δt1=0.32 s，Δt2=0.21 s。规定向左为正方向，
则两滑块的速度分别为v1'= m/s， v2'= m/s。
烧断细线前m1v1+m2v2= kg· m/s，
烧断细线后m1v1'+m2v2'= kg· m/s。
可得到的结论是 。
答案:0.094 -0.143 0 2.5×10-4 在实验允许的误差范围内,m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'
【例2】 羽毛球是速度最快的球类运动之一，运动员扣杀羽毛球的速度可达到342 km/h。假设球飞来的速度为90 km/h，运动员将球以342 km/h的速度反向击回。设羽毛球质量为5 g，击球过程只用了0.05 s。求:
(1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量;
(2)运动员击球过程中羽毛球的动能变化量。
答案:(1)0.6 kg· m/s，方向与羽毛球飞来的方向相反 (2)21 J
学以致用
2.(多选)下列说法正确的是( )
A. 动能变化的物体，动量一定变化
B. 动能不变的物体，动量一定不变
C. 动量变化的物体，动能一定变化
D. 动量大的物体，动能不一定大
答案:AD
学以致用
3.物体甲的质量为m1，物体乙的质量为m2，甲、乙运动的动量大小相等，则甲、乙的动能之比为( )
答案:A
随堂反馈
1.(多选)在探究碰撞中的不变量的实验中，若用气垫导轨和数字计时装置进行探究，则需要的测量仪器(或工具)有( )
A.停表 B.天平 C.毫米刻度尺 D.螺旋测微器
答案:BC
2.关于动量，下列说法正确的是( )
A. 速度大的物体，它的动量一定也大
B. 动量大的物体，它的速度一定也大
C. 只要物体运动的速度大小不变，物体的动量也保持不变
D. 质量一定的物体，动量变化越大，该物体的速度变化一定越大
答案:D
3.一质量为2 kg的物体，速度由向东3 m/s变为向西3 m/s，在这个过程中该物体的动量变化量的大小与动能的变化量分别是( )
A.0、0 B.0、18 J
C.12 kg·m/s、0 D.12 kg·m/s、18 J
答案:C
4.质量为5 kg的小球以5 m/s的速度竖直落到地板上，随后以3 m/s的速度反向弹回。若取竖直向下的方向为正方向，则小球动量的变化量为 。
答案:-40 kg· m/s
5.用如图装置探究碰撞中的不变量，气垫导轨水平放置，挡光板宽度为9.0 mm，两滑块被弹簧(图中未画出)弹开后，左侧滑块通过左侧光电门，数字计时器记录时间为0.040 s，右侧滑块通过右侧光电门，数字计时器记录时间为0.060 s，左侧滑块质量为100 g，左侧滑块的m1v1= g· m/s，右侧滑块质量为150 g，两滑块质量与速度的乘积的矢量和m1v1+m2v2= g· m/s。 (取向左为速度的正方向)
答案:22.5 0