选择性必修 第一册动量教学演示课件ppt

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DIYIZHANG第一章1　动量1.通过实验寻求碰撞中的不变量。2.理解动量及其矢量性，知道动量的方向跟速度方向相同(重点)。3.知道动量的变化量是矢量，掌握一维情况下的动量变化量的计算(难点)。4.能区分动量和动能这两个概念，知道它们之间的数量关系(重点)。 学习目标一、寻求碰撞中的不变量二、动量及动量的变化量课时对点练三、动量与动能 内容索引寻求碰撞中的不变量一阅读课本，思考并回答下列问题。(1)质量相同小球的碰撞如图甲所示，两根长度相同的细线，分别悬挂A、B两质量相同的钢球，拉起A球，放开后与静止的B球发生碰撞。碰撞后A球停止运动，B球上升的最大高度与A球下落的起始位置几乎等高，引起你什么猜想？答案　碰撞中A球把速度给了B球，碰撞过程中速度之和不变。(2)质量不同小球的碰撞如图乙所示，将图甲中的A球换成大小相同且质量大于B球质量的C球，用手拉起C球放开后撞击静止的B球。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，又引起你什么猜想？答案　碰撞前后，两球的速度之和并不相等，速度发生了变化，这跟它们的质量有关。(3)综合以上两个实验，猜想两个物体碰撞前后 可能不变，所以质量小的球速度大；也可能猜想两个物体碰撞前后__________________是不变的。动能之和速度与质量乘积之和(4)用实验数据验证猜想用如图所示的实验装置，让一辆运动的小车(质量为m1)碰撞一辆静止的小车(质量为m2)，碰后两辆小车粘在一起运动，经过3次实验得到的数据如表1。表1　两辆小车的质量和碰撞前后的速度表2①请将表2中的数据补充完整；②从实验的数据可以看出，两辆小车碰撞前后动能之和 (填“相等”或“不相等”)， 基本不变。0.0490.3400.397不相等质量与速度的乘积之和返回动量及动量的变化量二1.动量(1)定义：物体的 和 的乘积。(2)定义式：p＝ ，单位： 。(3)动量的三个性质①矢量性：动量是 (填“矢”或“标”)量，方向与 的方向相同。②瞬时性：表达式中v是 (填“平均速度”或“瞬时速度”)，动量p是 (填“过程量”或“状态量”)。③相对性：其中速度是相对的，与参考系选取有关，一般以地面为参考系。说明：计算动量时应先明确参考系，取正方向(一般以初速度的方向为正)，明确是哪一时刻或哪一位置的动量。质量速度mvkg·m/s矢速度瞬时速度状态量2.动量的变化量Δp(1)物体在某段时间内末动量p2与初动量p1的矢量差，即Δp＝ 。(2)方向：动量变化量为矢量，与 (填“初速度”“末速度”或“速度变化”)的方向相同。p2－p1速度变化(1)质量一定的物体的速率改变，它的动量一定改变。(　　)(2)质量一定的物体的运动状态改变，它的动量一定改变。(　　)(3)物体做曲线运动时，动量的变化量一定不为零。(　　)×√√　(多选)(2023·天津市第二中学月考)关于动量的变化量，下列说法中正确的是A.做直线运动的物体速度增大时，动量的变化量Δp的方向与运动方向相同B.做直线运动的物体速度减小时，动量的变化量Δp的方向与运动方向相反C.物体的速度大小不变时，动量的变化量Δp为零D.物体做平抛运动时，动量的变化量一定不为零√√√当做直线运动的物体速度增大时，其末动量p2大于初动量p1，由矢量的运算法则，可知Δp＝p2－p1＞0，与物体运动方向相同，如图甲所示，A正确；当做直线运动的物体速度减小时，p2＜p1，如图乙所示，Δp与物体的运动方向相反，B正确；当物体的速度大小不变时，其方向可能变化，也可能不变，动量可能不变化，即Δp＝0，也可能动量大小不变而方向变化，此种情况Δp≠0，C错误；当物体做平抛运动时，动量的方向变化，即动量一定变化，Δp一定不为零，如图丙所示，D正确。　(2023·江苏省太湖高级中学高二期中)如图所示，在某届亚洲杯足球赛上，一足球运动员踢一个质量为0.4 kg的足球。(1)若开始时足球的速度大小是4 m/s，方向向右，踢球后，球的速度大小为10 m/s，方向仍向右(如图甲)，求足球的初动量、末动量以及踢球过程中足球动量的改变量；答案　见解析取向右为正方向，初、末动量分别为：p＝mv＝0.4×4 kg·m/s＝1.6 kg·m/s，方向向右，p′＝mv′＝0.4×10 kg·m/s＝4 kg·m/s，方向向右，动量的改变量为Δp＝p′－p＝2.4 kg·m/s，方向向右。(2)若足球以10 m/s的速度向右撞向球门门柱，然后以3 m/s的速度反向弹回(如图乙)，求这一过程中足球的动量改变量。答案　见解析取向右为正方向，初、末动量分别为：p1＝mv1＝0.4×10 kg·m/s＝4 kg·m/s，方向向右，p2＝mv2＝0.4×(－3) kg·m/s＝－1.2 kg·m/s，负号表示方向向左，动量的改变量为Δp′＝p2－p1＝－5.2 kg·m/s，负号表示方向向左。动量的变化量是用末动量减初动量，即Δp＝p末－p初。(1)初、末动量始终保持在一条直线上时：选定一个方向作为正方向，动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示，从而将矢量运算简化为代数运算，此时的正、负号仅表示方向，不表示大小。(2)初、末动量不在一条直线上时：用三角形定则或平行四边形定则进行矢量运算。返回动量与动能三坐在匀速旋转的摩天轮上的一个乘客。(乘客的质量为m，速率为v)(1)在任何一个时刻乘客的动量相同吗？任何一个时刻的动能相同吗？答案　乘客做匀速圆周运动，乘客速度的方向时刻变化，所以动量时刻变化，速度的大小不变，所以动能不变。答案　以初始时速度方向为正方向，动量的变化量Δp＝－mv－mv＝－2mv，动能的变化量ΔEk＝0。(1)物体的动量发生改变，其动能可能不变。(　　)(2)物体的动能发生改变，其动量可能不变。(　　)(3)若两个物体的动量相同，它们的动能也一定相同。(　　)√××　(2023·聊城市莘县一中高二月考)甲、乙两物体的质量之比是1∶4，下列说法正确的是A.如果它们的动量大小相等，则甲、乙的动能之比是1∶4B.如果它们的动量大小相等，则甲、乙的动能之比是2∶1C.如果它们的动能相等，则甲、乙的动量大小之比是1∶2D.如果它们的动能相等，则甲、乙的动量大小之比是1∶4√动量与动能的比较返回课时对点练四考点一　动量及动量的变化量1.(2023·武汉市高二期中)一个物体在下述运动中，动量不发生变化的是A.匀加速直线运动 B.斜上抛运动C.匀速圆周运动 D.匀速直线运动1234567891011基础对点练√1234567891011物体做匀加速直线运动时，速度一直增大，根据p＝mv，可知其动量发生了变化，故A错误；物体做斜上抛运动，其速度方向时刻在改变，可知其动量发生了变化，故B错误；物体做匀速圆周运动时，速度方向时刻在发生变化，可知其动量发生了变化，故C错误；当物体做匀速直线运动时，其速度大小和方向均不变化，所以其动量不发生变化，D正确。2.(2023·黑龙江省饶河县高级中学高二期中)关于物体的动量，下列说法中正确的是A.不同物体中动量越大，速度一定越大B.(－8 kg·m/s)的动量大于(＋6 kg·m/s)的动量C.做匀速运动的物体，其动量一定不变D.物体的动量越大，动量的改变量一定越大√12345678910111234567891011根据动量表达式p＝mv，可知不同物体中动量越大，速度不一定越大，可能是质量大，A错误；动量的正、负表示方向，则(－8 kg·m/s)的动量大于(＋6 kg·m/s)的动量，故B正确；如果物体做匀速圆周运动，速度方向时刻在发生变化，动量发生变化，故C错误；如果物体做匀速直线运动，则动量的改变量为零，则物体的动量越大，动量的改变量不一定越大，故D错误。3.(2023·安徽省明光二中高二期末)某物体在某一过程中的动量变化量为－5 kg·m/s，则初、末两状态相比A.该物体的动量一定减小B.该物体的动量一定反向C.该物体的动量可能增大D.该物体的动量一定同向√1234567891011物体的动量变化量为－5 kg·m/s，负号说明动量的变化量与规定的正方向相反，但不表示初、末两状态物体的动量一定为反方向，则该物体的动量可能增大，也可能减小，故C正确，A、B、D错误。4.(多选)质量为0.5 kg的物体，运动速度为3 m/s，它在一个变力作用下沿直线运动，经过一段时间后速度大小变为7 m/s，则这段时间内动量的变化量可能为A.5 kg·m/s，方向与初速度方向相反B.5 kg·m/s，方向与初速度方向相同C.2 kg·m/s，方向与初速度方向相反D.2 kg·m/s，方向与初速度方向相同1234567891011√√1234567891011以初速度方向为正方向，如果末速度的方向与初速度方向相反，由Δp＝mv′－mv，得Δp＝(－7×0.5－3×0.5) kg·m/s＝－5 kg·m/s，负号表示Δp的方向与初速度方向相反，选项A正确，B错误；如果末速度方向与初速度方向相同，由Δp＝mv′－mv，得Δp＝(7×0.5－3×0.5) kg·m/s＝2 kg·m/s，方向与初速度方向相同，选项C错误，D正确。考点二　动量与动能5.两个物体具有相同的动量，则它们一定具有A.相同的速度 B.相同的质量C.相同的运动方向 D.相同的动能1234567891011√1234567891011动量是矢量，动量相同，其大小和方向都相同，故动量方向一定相同，动量方向和速度方向相同，故运动方向一定相同，而大小p＝mv，如果质量不同，则速度不同，如果速度不同，则质量不同，故A、B错误，C正确；6.两辆汽车的质量分别为m1和m2，沿水平方向同方向行驶且具有相等的动能，已知m1>m2，则此时两辆汽车的动量p1和p2的大小关系是A.p1等于p2 B.p1小于p2C.p1大于p2 D.无法比较1234567891011√7.一小孩把一质量为0.5 kg的篮球由静止释放，释放后篮球的重心下降高度为1.25 m时与水平地面相撞，反弹后篮球的重心上升的最大高度为0.45 m，不计空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s2，求地面与篮球相互作用的过程中：(1)篮球动量的变化量；1234567891011答案　4 kg·m/s，方向竖直向上1234567891011即篮球的动量变化量大小为4 kg·m/s，方向竖直向上。(2)篮球动能的变化量；1234567891011答案　减少了4 J即动能减少了4 J。(3)若篮球与地面发生碰撞时无能量损失，反弹后仍然上升到1.25 m高度处，则篮球动量的变化量是多少？动能的变化量是多少？1234567891011答案　5 kg·m/s，方向竖直向上　08.(2023·苏州市高二检测)曾有人做过如下实验：几个完全相同的水球紧挨在一起水平排列，水平运动的子弹恰好能穿出第4个水球，如图所示。设子弹受到的阻力恒定，则子弹在穿过每个水球的过程中A.速度变化量相同 B.运动时间相同C.动能变化量相同 D.动量变化量相同1234567891011√能力综合练1234567891011根据匀变速直线运动规律Δv＝a·Δt和牛顿第二定律Ff＝ma可知，a相同，Δt不同，故速度变化量不同，则动量变化量也不同，故A、D错误；由W＝Ff·Δx，知每个水球对子弹做的功相同，根据动能定理可知，动能变化量相同，故C正确。9.(2023·佛山市顺德区华桥中学期中)如图所示，质量为m的足球在离地高h处时速度刚好水平向左，大小为v1，守门员此时用手握拳击球，使球以大小为v2的速度水平向右飞出，手和球作用的时间极短，重力加速度为g，则A.击球前后球动量改变量的方向水平向左B.击球前后球动量改变量的大小是mv2－mv1C.击球前后球动量改变量的大小是mv2＋mv1D.球离开手时的机械能不可能是mgh＋1234567891011√1234567891011规定水平向右为正方向，击球前球的动量p1＝－mv1，击球后球的动量p2＝mv2，击球前后球动量改变量的大小是Δp＝p2－p1＝mv2＋mv1，动量改变量的方向水平向右，故A、B错误，C正确；10.如图，PQS是固定于竖直平面内光滑的四分之一圆弧轨道，圆心O在S的正上方，在O和P两点各有一质量为m的小物块a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b沿圆弧下滑，不计空气阻力。下列说法正确的是A.a与b同时到达S，它们在S 点的动量相同B.a比b先到达S，它们在S 点的动量不同C.b比a先到达S，它们在S点的动量不同D.a比b先到达S，它们从各自起点到S点的动量的变化量相同1234567891011√1234567891011在小物块向下运动的过程中，只有重力对小物块做功，故机械能守恒，所以两物块到达S时的速度大小相同，即速率相同。由于a的路程小于b的路程，且同一高度处b的切向加速度小于a的加速度，故ta＜tb，即a比b先到达S。到达S点时a的速度方向竖直向下，而b的速度方向水平向左，故两物块的动量大小相等，方向不相同，则二者初动量相同，末动量不同，故动量的变化量不同，B正确，A、C、D错误。11.(2023·南阳市高一期末)一物体做直线运动，其动量随时间变化的p－t图像如图所示。下列描述此物体动能－时间(Ek－t)图像中可能正确的是1234567891011√尖子生选练1234567891011返回