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1、第一章 动量守恒定律第一节 动 量高一年级物理备课组情景思考思考:打台球时,球体之间相互碰撞以后,有什么的运动规律?由于该碰撞较为复杂,若将所有的台球放到一条直线上,则可将碰撞简化为一维碰撞情景体验小游戏:一名学生上黑板前来将牛顿摆随机提起一到多个小球碰撞其他小球,注意观察撞过程中小球的速度及高度的变化关系。情景思考学生活动一:针对刚刚的游戏,观察和思考1.把右边的一个小球拉起一定高度,然后释放,让它跟左边四个小球相碰,会发生什么现象2.如果同时拉起右边的两个小球,然后释放,又有什么现象?3.如果拉起的是三个?四个呢?51.1 摆球定性实验 BA(1)条件:mA=mB,B球静止,拉起A球从一定
2、高度释放。现象:碰撞后,A球静止,B球运动到A球拉起时的高度。即B球速度等于碰撞前A球速度。问题一:那么所有的碰撞都有这样的规律吗?一、探究实验中的不变量学生活动二:认真观察教师的演示实验61.1 摆球定性实验 BC(2)验证条件:VC=VA,mCmB,B球静止,拉起C球从一定高度释放。验证现象:B摆起的最大高度大于C球被拉起时的高度,碰撞后B球获得较大的速度。验证猜想:碰撞前后,两球速度之和并不是不变的。两球碰撞前后的速度变化跟它们的质量有关系。一、探究实验中的不变量学生活动三:认真观察教师的演示实验一、探究实验中的不变量问题二:碰撞前后会不会有什么物理量保持不变?如果有,这个物理量会是什么
3、?从不同髙度释放同一钢球,髙度越髙,被碰球上升越髙;从不同髙度释放不同质量的钢球,质量越大,被碰球上升越髙;对于同一被撞球,其上升的高度与撞球的质量和撞前速度有关。猜想:猜想:猜想:猜想:猜想:猜想:碰撞中的规律直接体现在碰撞的效果上。碰撞中的规律直接体现在碰撞的效果上。既然质量和速度都能既然质量和速度都能影响碰撞的效果,那么,碰撞中的不变量,必然既和质量有关,影响碰撞的效果,那么,碰撞中的不变量,必然既和质量有关,也和速度有关。猜一猜,碰撞前后系统的不变量可能是什么?也和速度有关。猜一猜,碰撞前后系统的不变量可能是什么?其实就是质量和速度其实就是质量和速度怎么组合的问题。怎么组合的问题。一、
4、探究实验中的不变量1.2 寻求碰撞中的不变量思考:若想验证我们的猜想哪一个正确,需要测量哪些物理量?用天平测量物体的质量测量两个物体在碰撞前后的速度可以用哪些方法测量物体的速度?速度的测量:可以充分利用所学的运动学知识,如利用光电门、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。一、探究实验中的不变量10设计实验 通过放置在滑轨上的两辆小车来验证猜想,使用天平测量出两小车的质量,并利用光电门传感器测量出两小车的碰撞前、后的速度。两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后仍沿同一直线运动。这种碰撞叫做一维碰撞,也称之为正碰,对心碰撞。一、探究实验中的不变量11实验一:在两小车碰撞接触面处加装轻弹簧,
5、使两小车碰撞后可以完全弹开。实验数据分析:碰撞前、后两小车的三个物理量均未发生改变。碰撞前 碰撞后质量m1 m2 m1 m20.25 0.25 0.25 0.25速度v1 v2 v1 v20.44 0.00 0.00 0.44mvm1v1+m2v2 m1v1+m2v20.1 1 0.1 1 mv 0.05 0.05v/m1.76 1.762一、探究实验中的不变量进行实验12 实验二:在两小车碰撞接触面处加粘扣,使两辆小车碰后粘在一起。实验数据分析:碰撞前、后两小车的“mv”物理量,未发生变化;而其余两个物理量发生较大改变。碰撞前 碰撞后质量m1 m2 m1 m20.45 0.25 0.45 0
6、.25速度v1 v2 v1 v20.32 0.00 0.20 0.20mvm1v1+m2v2 m1v1+m2v20.14 0.14 mv 0.05 0.03v/m0.71 1.242一、探究实验中的不变量13 实验三:保持两小车碰撞接触面原状,在自然状态下进行该碰撞试验。实验数据分析:改变实验参数进行验证,在误差范围内,碰撞前、后两小车的“mv”物理量仍未发生变化。碰撞前 碰撞后质量m1 m2 m1 m20.25 0.25 0.25 0.25速度v1 v2 v1 v20.58-0.38-0.15 0.38mvm1v1+m2v2 m1v1+m2v20.05 0.05 mv 0.12 0.04v/
7、m0.80 0.922一、探究实验中的不变量一、探究实验中的不变量实验结论:此实验中两辆小车碰撞前后,动能之和并不相等,但是质量与速度的乘积之和却基本不变即:m11m22m11m22在物理学中,把物体的质量 m 和速度 的乘积叫做物体的动量 p,用公式表示为 在国际单位制中,动量的单位是千克米每秒,符号是 kgm/s是状态量,与某一时刻相对应。速度取瞬时速度。1.定义:p=m2.单位:3.对动量的理解(2)瞬时性:(1)矢量性:方向由速度方向决定,与该时刻的速度方向相同(3)相对性:与参考系的选择有关,一般以地球为参考系。速度v为物体的对地速度规定正方向!二、动量动量的变化等于末状态动量减初状
8、态的动量,其方向与 的方向相同:(在同一直线上,采用代数运算)4.动量的变化量(p)(1)定义:在某个过程中,物体的末动量与初动量的矢量差叫做物体动量的变化。(2)表达式:p=m 动量的变化也叫动量的增量或动量的改变量。二、动量物体在运动过程中,当速度的大小或方向变化时,动量会发生变化。同一物体沿同一直线运动,一段时间速度由v1变为v2,则这段时间内动量变化量动量变化量也是矢量,其方向和速度的变化量方向相同。动量的变量:p1p2pp1pp2p1p1p二、动量P1P2 不在同一直线上的动量变化的运算,遵循平行四边形定则求矢量差。PP1P2P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。
9、二、动量小试牛刀1、微思考:a、物体做匀速圆周运动时,其动量是否变化?b、在一维运动中,动量正、负的含义是什么?2、判一判:(1)动量相同的物体运动方向一定相同。()(2)物体的动量越大,则物体的惯性就越大。()(3)动能相同的物体,其动量一定相同。()3(多选)动量的变化,下列说法正确的是()A.在直线运动中,物体的速度增大时,动量的增量p的方向和运动方向相同B.在直线运动中,物体的速度减小时,动量的增量p的方向和运动方向相反C.物体的速度大小不变时,动量的增量p为零D.物体做曲线运动时,动量的增量p一定不为零AB问:(1)当两个物体的动量相同时,其动能一定相同吗?(2)当两个物体的动能相同
10、时,其动量一定相同吗?小试牛刀4.(多选)关于动量的概念,下列说法正确的是()A.动量大的物体惯性一定大 B.动量大的物体运动一定快 C.动量相同的物体运动方向一定相同 D.动量相同的物体速度小的惯性大CD小试牛刀小试牛刀6.如图所示,一质量为 58 g 的网球以 30 m/s的速率水平向右飞行,被球拍击打后,又以 30 m/s的速率水平返回。被球拍击打前后,球的动量分别是多少?球的动量的变化量是多少?小试牛刀答案:动量变化量大小为3.48 kgm/s;方向水平向左。24三、动量和动能257、(多选)对于一个质量不变的物体,下列说法正确的是()A.物体的动量发生变化,其动能一定变化B.物体的动量发生变化,其动能不一定变化C.物体的动能发生变化,其动量一定变化D.物体的动能发生变化,其动量不一定变化BC小试牛刀268、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g10 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;(2)篮球动能的变化量;小试牛刀