物理选择性必修 第一册第一章 动量守恒定律1 动量说课ppt课件

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一、寻求碰撞中的不变量1.现象:如图所示,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球被拉起时同样的高度。即B球的速度等于碰前A球的速度。　　　　　　　　　 碰后A、B速度互换2.猜想:碰撞前后,两球速度之和不变。
3.验证(1)设计实验:若A球的质量大于B球,则碰撞后B球摆起的高度大于A球被拉起时的高度,即B球获得较大的速度。(2)验证猜想:碰撞前后,两球速度之和并不相等。　　　　　　　　　　“碰撞前”是指即将发生碰撞的那一时刻,“碰撞后”是指碰撞刚结束的那一时刻4.再次猜想:观察发现,两球碰撞前后的速度变化跟它们的质量有关系。可能碰撞前后两个物体的动能之和不变,可能两个物体碰撞前后速度与质量的乘积之和不变。
实验(二)1.实验装置如图所示,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。表1中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。
根据表1中的数据完成表2。
2.结论:比较表2中 m1v2和 (m1+m2)v'2的数据可知,两辆小车碰撞前后,动能之和　　　　(选填“相等”或“不相等”)。 比较表2中m1v和(m1+m2)v'的数据可知,两辆小车碰撞前后,质量与速度的乘积之和基本相等。
二、动量1.定义:　　　　和　　　　的乘积。 2.公式:　　　　。 3.单位:　　　　　　,符号是　　　　　　。 4.矢量性:方向与　　　　的方向相同。运算遵守平行四边形定则。 
情境链接如图甲所示,让不同质量的台球和网球分别从同一高度(约40 cm)落下,请你接住;如图乙所示,让相同质量的两个网球分别从不同的高度(约40 cm、80 cm)落下,请你接住。(1)图甲情境中,哪个球更难接住,图乙情境中呢?(2)球对手的作用效果可能与哪些因素有关?
提示 (1)图甲情境中,台球;图乙情境中,从较高高度下落的网球。(2)球的质量和速度。
教材拓展阅读教材P2~P4,教材以“寻求碰撞中的不变量”为目的,通过演示实验展示了多轮的科学探究过程,其环节为:问题—猜想—实验方案设计—证据收集—　　　　　　　　—　　　　　　　　。 
提示 数据分析　得出结论
易错辨析(1)在“探究碰撞中的不变量”实验中,要寻找的“不变量”必须在各种碰撞情况下都不改变。(　　)(2)动量相同的物体运动方向不一定相同。(　　)(3)质量大的物体的动量一定大。(　　)
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。
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。
(4)质量和速率都相同的物体的动量一定相同。(　　)(5)做匀速圆周运动的物体,动量保持不变。(　　)
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。
做匀速圆周运动的物体,动量大小不变,但方向时刻改变。
在激烈的橄榄球比赛中,一个体重较轻的运动员携球奔跑时迎面撞上了体重较重的对方运动员,自己被撞倒在地,而对方却几乎不受影响。(1)质量为60 kg的运动员(包括球)以5 m/s的速度向东奔跑,他的动量是多大?方向如何?(2)若(1)中描述的运动员与对方运动员相撞后速度变为零,他的动量的变化量多大?动量的变化量的方向如何?
要点提示 (1)动量是300 kg·m/s,方向向东。(2)300 kg·m/s,方向向西。
1.动量(1)动量是状态量。进行动量运算时,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是该时刻的瞬时速度。(2)动量的相对性:①物体的速度与参考系的选择有关,因此,物体的动量与参考系的选择也有关。②选不同的参考系时,同一物体的动量可能不同。③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。
2.动量的变化量(1)动量的变化量是过程量,分析计算时,要明确是物体在哪一个过程的动量变化。(2)Δp=p'-p是矢量式,Δp、p'、p间遵循平行四边形定则,如图所示。
(3)Δp的计算①当p'、p在同一直线上时,可规定正方向,将矢量运算转化为代数运算;②当p'、p不在同一直线上时,应依据平行四边形定则运算。
3.动量和动能的比较
【例题】 羽毛球是球类运动之一,假设羽毛球飞来的速度为50 m/s,运动员将其以100 m/s的速度反向击回。设羽毛球的质量为10 g,试求: (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)1.5 kg·m/s,方向与羽毛球飞来时速度的方向相反　(2)37.5 J解析 (1)以羽毛球飞来时速度的方向为正方向,则p1=mv1=10×10-3×50 kg·m/s=0.5 kg·m/sp2=mv2=-10×10-3×100 kg·m/s=-1 kg·m/s所以动量的变化量Δp=p2-p1=-1 kg·m/s-0.5 kg·m/s=-1.5 kg·m/s即羽毛球的动量变化量大小为1.5 kg·m/s,方向与羽毛球飞来时速度的方向相反。(2)羽毛球的初动能Ek= =12.5 J羽毛球的末动能Ek'= =50 J所以ΔEk=Ek'-Ek=37.5 J。
一小孩把一质量为0.5 kg的篮球由静止释放,释放后篮球的重心下降高度为0.8 m时与地面相撞,反弹后篮球的重心上升的最大高度为0.2 m,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,求地面与篮球相撞的过程中:(1)篮球的动量变化量;(2)篮球的动能变化量。
答案 (1)3 kg·m/s,方向竖直向上　(2)减少了3 J
1.(动量的矢量性)(多选)若一个物体的动量发生了变化,则物体运动的( 　)A.速度大小一定改变了B.速度方向一定改变了C.速度一定变化了D.加速度一定不为零
解析 动量是矢量,动量发生变化,对于同一物体,质量不变,一定是速度发生变化,可能是速度的大小发生变化,也可能是速度的方向发生变化,也可能是速度的大小和方向都发生变化,可知加速度一定不为零,选项C、D正确,A、B错误。
2.(动量与动能的区别与联系)下列关于动量和动能的说法正确的是(　　)A.一个物体的动量不变,其动能一定不变B.一个物体的动能不变,其动量一定不变C.两个物体的动量相等,其动能一定相等D.两个物体的动能相等,其动量一定相等
解析 一个物体的动量不变,则速度的大小一定不变,其动能一定不变,选项A正确;一个物体的动能不变,则速度的大小不变,但是方向不一定不变,其动量不一定不变,例如做匀速圆周运动的物体,选项B错误;根据 可知,两个物体的动量相等,其动能不一定相等,选项C错误;两个物体的动能相等,根据 ,可知其动量不一定相等,选项D错误。
3.(动量的理解)下列运动的物体,动量始终保持不变的是(　　)A.绕地球匀速运行的静止卫星B.小球碰到竖直墙壁被弹回,速度大小不变C.用绳子拉着物体,沿斜面做匀速直线运动D.荡秋千的小孩,每次荡起的高度保持不变
解析 动量的表达式为p=mv,匀速运行的静止卫星,速度大小不变,方向不断改变,所以动量改变,A错误;小球碰到竖直墙壁被弹回,速度大小不变,但方向改变,所以动量改变,B错误;用绳子拉着物体,沿斜面做匀速直线运动,速度大小和方向都不发生改变,所以动量不变,C正确;荡秋千的小孩,每次荡起的高度保持不变,在这个过程中速度大小和方向都改变,所以动量改变,D错误。
4.(动量与动能的区别与联系)(多选)一质量为1 kg的物块在合力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示,则(　　)A.t=2 s时物块的动量大小为2 kg·m/sB.t=3 s时物块的动量大小为3 kg·m/sC.0~2 s内物块的动能变化量为8 JD.2~3 s内物块的动量变化量为-7 kg·m/s