高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 动量教课ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 动量教课ppt课件，共59页。PPT课件主要包含了目标体系构建，思维脉络，课前预习反馈，大小不变，知识点1，寻求碰撞中的不变量，光电门，刚结束，知识点2，千克米每秒等内容，欢迎下载使用。
【学习目标】1．了解生产、生活中的碰撞现象。2．经历猜想和寻求两物体碰撞前后会有什么物理量不变的过程，领会实验的基本思想。3．理解动量的概念，会计算动量的变化。
1．实验现象(1)实验装置如下图所示。把两个完全相同的小钢球用两根长度相等的细线悬挂起来，B小球静止，拉起A小球，放开后它们相碰。可以看到：碰撞后，A球的速度__________地“传给”了B球。
(2)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。我们可以看到，碰撞后B球获得______的速度。(3)猜想：①两个物体碰撞前后______之和可能不变。②两个物体碰撞前后______与______的乘积之和可能是不变的。
2．实验：寻求碰撞中的不变量(1)实验器材有气垫导轨、________、小车、数字计数器、______等。(2)本实验所说的“碰撞前”是指即将______碰撞的那一______，“碰撞后”是指碰撞________的那一时刻。(3)分析总结实验的数据，计算两辆小车碰撞前后的动能之和____相等，但是质量与速度的乘积之和基本______。
1．定义运动物体的______和它的______的乘积叫作物体的动量。2．表达式p＝____。3．单位____________，符号_____________。4．方向动量是矢量，它的方向与______的方向相同。
5．动量的变化量(1)定义：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′，则称Δp＝________为物体在该过程中的动量变化量。(2)方向：Δp是______，其方向与________________的方向相同。
『判一判』(1)在光滑水平面上，两个钢球对心碰撞前后，其速度与质量的乘积之和是不变的。(　　)(2)动量大的物体惯性一定大。(　　)(3)物体的动量相同，其动能一定也相同。(　　)(4)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。(　　)(5)物体的动量发生改变，其动能也一定发生改变。(　　)
『选一选』下列关于动量的说法中，正确的是(　　)A．物体的动量改变了，其速度大小一定改变B．物体的动量改变了，其速度方向一定改变C．物体运动速度的大小不变，其动量一定不变D．物体的运动状态改变，其动量改变
解析：A、C错：动量是矢量，动量方向的改变也是动量改变，如匀速圆周运动，方向时刻改变，速度大小不变。B错：物体的动量改变，可能是速度大小改变，也可能是速度方向改变。D对：物体的运动状态改变，说明速度改变，故其动量mv一定改变，可能是方向改变，也可能是大小改变，还有可能是大小和方向同时改变。
『想一想』如图所示，足够长的传送带以恒定的速率v1逆时针运动，一质量为m的物块以大小为v2的初速度冲上传送带，最后又滑回，已知v1＜v2，则物块在传送带上运动过程中其动量的变化量是多少？
解析：由于v2>v1，则物块返回到P点的速度大小为v1，规定向左为正方向，则动量变化量Δp＝p′－p＝mv1－m(－v2)＝m(v1＋v2)方向水平向左。
水上两个电动碰碰船正面相碰，假设两船的速度大小相等，碰后质量大的船和质量小的船哪个容易反弹？
提示：质量小的船容易反弹，因为质量小的船惯性小。
1．实验器材方案一：带细线的摆球(两个)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。方案二：光滑长木板、光电计时器、纸带、小车(两个)、天平、橡皮泥等。
2．实验步骤不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下：(1)用天平测量相关物体的质量；(2)安装实验装置；(3)使物体发生碰撞；(4)测量或读出有关数据，计算出物体的速度；(5)改变碰撞条件重复上述(3)、(4)步；(6)进行数据处理通过分析对比，找出碰撞中的不变量；(7)整理实验器材。
(2)结论在实验误差允许的范围内，碰撞前、后不变的量是物体的质量m与速度v的乘积之和，即m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。
某同学利用气垫导轨上滑块间的碰撞来寻找物体相互作用过程中的“不变量”，实验装置如图所示，实验过程如下(“＋、－”表示速度方向)：
实验1　两滑块质量m1＝m2＝0.25 kg，让运动的m1碰静止的m2，碰后两个滑块分开，数据如表1。
在误差允许的范围内，根据这个实验可推知：(1)碰前两滑块的速度的矢量和______(选填“等于”或“不等于”)碰后两滑块的速度矢量和；
(2)碰前两滑块动能之和______(选填“等于”或“不等于”)碰后两滑块的动能之和；(3)碰前两滑块的质量m与速度v的乘积的矢量和______(选填“等于”或“不等于”)碰后两滑块的质量m与速度v′的乘积的矢量和。
实验2　取m1＝m2＝0.25 kg，让运动的m1碰静止的m2，碰后m1、m2一起运动，数据如表2。表2
在误差允许的范围内，根据这个实验可推知：(1)碰前两滑块的速度的矢量和______(选填“等于”或“不等于”)碰后两滑块的速度的矢量和；(2)碰前两滑块的动能之和________(选填“等于”或“不等于”)碰后两滑块的动能之和；(3)碰前两滑块的质量m与速度v的乘积mv的矢量和______(选填“等于”或“不等于”)碰后两滑块的质量m′与速度v′的乘积m′v′的矢量和。
实验3　取2m1＝m2＝0.5 kg，让运动的m1碰静止的m2碰后m1、m2分开，数据如表3。表3
在误差允许的范围内，根据实验数据可推知：(1)碰前两滑块的速度的矢量和________(选填“等于”或“不等于”)碰后两滑块的速度的矢量和。(2)碰前两滑块的动能之和________(选填“等于”或“不等于”)碰后两滑块的动能之和。(3)碰前两滑块的质量m与速度v的乘积mv的矢量和______(选填“等于”或“不等于”)碰后两滑块的质量m′与速度v′的乘积m′v′的矢量和，还进行了其他情景的实验，最终在实验中发现的“不变量”是__________________。
(4)在“探究碰撞中的不变量”实验中，关于实验结论的说明，正确的是_____。A．只需找到一种情景的“不变量”即可，结论对其他情景也同样适用B．只找到一种情景的“不变量”还不够，其他情景未必适用C．实验中要寻找的“不变量”必须在各种碰撞情况下都不改变D．进行有限次实验找到的“不变量”，具有偶然性，结论还需要检验
解析：实验1　两滑块的质量相同，从表格中数据可以看出，碰撞前后两滑块的速度的矢量和相等，动能之和相等，质量与速度的乘积的矢量和相等。实验2　(1)碰前的速度为v＝0.140 m/s，碰后两滑块速度的矢量和为v′＝(0.069＋0.069) m/s＝0.138 m/s，在误差允许的范围内相等。
(3)碰前两滑块的质量m与速度v的乘积的矢量和mv＝0.25×0.140 kg·m/s＝0.035 kg·m/s碰后两滑块的质量m′与速度v′的乘积的矢量和m′v′＝0.25×0.069×2 kg·m/s＝0.0345 kg·m/s在误差允许的范围内相等。实验3　(1)碰前的速度为v＝0.120 m/s碰后的速度矢量和v′＝(－0.024＋0.070) m/s＝0.046 m/s，知矢量和不相等。
(3)碰前两滑块的质量m与速度v的乘积的矢量和mv＝0.25×0.120 kg·m/s＝0.03 kg·m/s碰后两滑块的质量m′与速度v′的乘积的矢量和m′v′＝(－0.25×0.024＋0.5×0.070) kg·m/s＝0.029 kg·m/s在误差允许的范围内相等。综上所述最终在实验中发现的“不变量”是“质量和速度的乘积”。
(4)在“探究碰撞中的不变量”实验中，只找到一种情景的“不变量”还不够，其他情景未必适用，必须在各种碰撞的情况下都不改变，有限次实验偶然性较大，得出的结论需要检验，故B、C、D正确，A错误。
1．(多选)(2021·河南林州一中分校高二上学期调研)利用如图所示的装置探究碰撞中的不变量，则下列说法正确的是(　　)A．悬挂两球的细绳长度要适当，且等长B．由静止释放小球以便较准确地计算小球碰撞前的速度C．两小球必须都是刚性球，且质量相同D．悬挂两球的细绳的悬点可以在同一点
解析：两细绳等长能保证两球发生正碰，以减小实验误差，则悬挂两球的细绳的悬点不能在同一点，A正确，D错误；计算小球碰撞前速度时用到了机械能守恒定律，当初速度为0时，能方便准确地计算小球碰撞前的速度，B正确；本实验中对小球是否有弹性无要求，两小球质量不一定相同，C错误。
如图所示，中国网球运动员李娜挥拍将质量为m的网球击出。如果网球被拍子击打前、后瞬间速度的大小均为v，请思考：网球动量的变化量是零吗？
提示：不是。动量是矢量，其变化量为2mv。
1．动量的性质(1)瞬时性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。(2)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。
(3)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。2．动量与速度的区别和联系(1)区别：速度描述物体运动的快慢和方向；动量在描述物体运动方面更进一步，更能体现运动物体间的作用效果。(2)联系：动量和速度都是描述物体运动状态的物理量，都是矢量，动量的方向与速度方向相同，p＝mv。
动量是矢量，比较两个物体的动量时，不能仅比较大小，也应比较方向，只有大小相等、方向相同的两个动量才相等。
2020年亚洲杯足球赛在阿联酋境内4座城市中举行，比赛中，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是4 m/s，方向向右，踢球后，球的速度为10 m/s，方向仍向右(如图甲)，则足球的初动量p＝________________，方向______；足球的末动量p′＝_____________，方向______；在这一过程中足球动量的改变量Δp＝________________，方向______。(2)若足球以10 m/s的速度撞向球门门柱，然后以3 m/s速度反向弹回(如图乙)，则这一过程中足球的动量改变量是________________，方向______；动能改变量是__________。
1.6 kg·m/s　
2.4 kg·m/s　
5.2 kg·m/s　
思路引导：(1)切记动量是矢量，其方向与速度方向相同。(2)动量的变化量Δp＝p′－p是矢量式，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。解析：(1)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．(2020·吉林省实验中学高二下学期期中)物体的动量变化量的大小为6 kg·m/s，这说明(　　)A．物体的动量在减小B．物体的动量在增大C．物体的动量大小一定变化D．物体的动量大小可能不变
解析：物体的动量变化量的大小为6 kg·m/s，动量是矢量，动量变化的方向与初动量可能同向、可能反向、也可能不在同一条直线上，故物体的动量的大小可能增加、可能减小，也可能不变，故D正确，A、B、C错误。故选D。
(多选)(2020·长春外国语学校高三期末)关于速度、动量和动能，下列说法正确的是(　　)A．物体的速度发生变化，其动能一定发生变化　　B．物体的动量发生变化，其动能一定发生变化C．物体的速度发生变化，其动量一定发生变化 D．物体的动能发生变化，其动量一定发生变化
解析：A、B错：速度是矢量，动能是标量，动量是矢量，当物体做匀速圆周运动时，速度大小不变，速度方向在变化，动量变化，动能不变。C对：根据p＝mv可知，只要速度发生变化，动量一定发生变化。D对：如果动能发生变化，则说明速度大小发生变化，则动量一定发生变化。
1．(多选)(2020·江西南昌市高二期末)关于物体的动量，下列说法正确的是(　　)A．物体的动量越大，其惯性也越大B．同一物体的动量越大，其速度一定越大C．物体的加速度不变(不为零)，其动量一定不变D．运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向
解析：质量是物体惯性大小的唯一量度，物体的动量大，由p＝mv可知，物体的质量不一定大，则物体的惯性不一定大，A错误；同一物体，质量不变，由p＝mv可知，物体的动量越大，其速度一定越大，B正确；物体的加速度不变(不为零)，则速度一定变化，所以动量一定变化，C错误；动量是矢量，动量的方向与速度的方向相同，故D正确。
2．(2020·广东梅山市高二下学期期中)如图为跳水运动员准备进行跳板跳水训练。从起跳到落水前过程的路径为抛物线，将运动员从最高点到入水前的运动过程记为Ⅰ，运动员入水后到最低点的运动过程记为Ⅱ，忽略空气阻力，则运动员(　　)
A．过程Ⅰ的动量逐渐增大B．过程Ⅱ的动量逐渐增大C．过程Ⅰ的动量改变量等于过程Ⅱ的动量改变量D．过程Ⅰ、Ⅱ的总动量改变量为零
解析：过程Ⅰ的动量逐渐增大，过程Ⅱ的动量逐渐减小，故选项A正确，选项B错误；运动员在最高点的速度不为零，末速度为零，则过程Ⅰ、Ⅱ的动量改变量不相等，其总动量改变量不为零，故选项C、D错误。
3．(2021·山东省潍坊市高二调研)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，如图所示。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。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__________________________ _________________________________________。
在实验允许的误差范围内，　
两滑块质量与各自速度的