物理选择性必修 第一册1 动量完美版课件ppt

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实验：探究碰撞中的不变量—动量
第1章 第1节
人教版高中物理选择性必修1
板书设计
作业布置
拓展提高
课堂总结
汽车碰撞实验
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球拉起时同样的高度。为什么会发生这样的现象呢?
新知导入
1、相互作用时间极短；
2、相互作用力极大，即内力远大于外力；
碰撞有什么特点呢？
【思考与讨论】
3、速度都发生变化．
碰撞的特点:
一、寻求实验中的不变量
新知讲解
思考讨论：(1)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，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球拉起时同样的高度。(2)将上面的A球换成大小相同的C球，使C球的质量大于B球，拉起C球至某一高度后释放， 撞击静止的B球。可以看到，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。为什么会发生这样的现象呢?
新知讲解
实验如图,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光电计时器测量。下表中的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。
新知讲解
思考讨论：①计算比较碰撞前后两辆小车动能之后是否变化;②计算比较碰撞前后两辆小阵质量与速度的乘积之和是否变化。
新知讲解
在碰撞前后系统各部分的“mv”（矢量，要考虑方向）的总和是一个定值，我们给“mv”一个名称叫动量P。
结论：
新知讲解
二、动量
在物理学中，把物体的质量 m 和速度 ʋ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 kg•m/s
是状态量，与某一时刻相对应。速度取瞬时速度。
1. 定义：
p = mʋ
2. 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！！！
新知讲解
①动量的变化等于末状态动量减初状态的动量，其方向与Δʋ的方向相同：（在同一直线上，采用代数运算）
4. 动量的变化（ Δ 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： Δ p = p2 - p1 = mʋ2 - mʋ1 = mΔʋ
②动量的变化也叫动量的增量或动量的改变量。
新知讲解
不在同一直线上的动量变化的运算，遵循平行四边形定则：
ΔP
三角形法则：从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端
动量的变化p
新知讲解
5.试讨论以下几种运动的动量变化情况
物体做匀速直线运动
物体做自由落体运动
物体做平抛运动
物体做匀速圆周运动
动量大小、方向均不变
动量方向不变，大小随时间推移而增大
动量方向时刻改变，大小随时间推移而增大
动量方向时刻改变，大小不变
新知讲解
例题1：一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一块坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？方向如何？
新知讲解
解：取水平向右的方向为正方向，碰撞前钢球的速度v1=6m/s, 碰撞前钢球的动量为 p1 = mv1 =0.1×6kg·m/s =0.6kg·m/s. 碰撞后钢球的速度为v2= - 6m/s，碰撞后钢球的动量为：
p2= mv2 = 0.1×6kg·m/s= 0.6kg·m/s
p = p2 p = 0.6kg·m/s 0.6kg·m/s=1.2kg·m/s, 且动量变化的方向向左。
新知讲解
物体由于运动而具有的能
质量和速度的乘积
Ek＝1/2mv2
p＝mv
焦耳(J)
千克·米/秒(kg·m/s)
标量
矢量(方向与速度方向相同)
代数运算法则
平行四边形定则
v变化(方向)，ΔEk可能为零
v变化，p一定变化
都是状态量、相对量，两者的大小关系为：p2＝2mEk
新知讲解
动量发生变化时，动能不一定发生变化，动能发生变化时，动量一定发生变化。
动量发生变化
速度大小改变方向不变
速度大小不变方向改变
速度大小和方向都改变
动能改变
动能改变
动能不变
新知讲解
1、如图所示,利用气垫导轨和光电门研究碰撞中的不变量,已知遮光片的宽度为L,两滑块质量分别为mA和mB,开始时滑块A和B相向运动,经过光电门的时间各自为ΔtA和Δ tB，碰撞后，滑块B和A先后以Δ tB′和Δ tA′ 经过右侧光电门，如果实验中测出碰撞前后两滑块的质量和速度乘积之和保持不变，则可用题中条件写出所满足的关系式是_____________________________
 
课堂练习
2、某同学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前的速度。C.两小球必须都是钢性球，且质量相同。D.两小球碰后可以粘合在一起共同运动。
ABD
课堂练习
1、某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动．然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，测得小车A的质量(包括橡皮泥)为310g，小车B的质量为205g，计算可知，两小车相互作用前质量与速度的乘积之和为_______kg·m/s；两小车相互作用以后质量与速度的乘积之和为_______ kg·m/s(保留三位有效数字)。两结果不完全相等的主要原因是______________________________________________
0.620
0.618
纸带与打点计时器的限位孔及小车与木板间有摩擦。
t2=7T=0.14s
t1=5T=0.10s
拓展提高
t2=7T=0.14s
t1=5T=0.10s
小车的A速度
 
AB相碰并粘合成一体速度
 
mAv1=0.310×2 kg·m/s =0.620 kg·m/s
(mA+mB)v2=(0.310+0.205)×1.2 kg·m/s=0.618 kg·m/s
解析
拓展提高
让一位同学把一个充气到直径1.5m 。左右的大乳胶气球，以某一速度水平投向你，请你接住。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?
拓展提高
寻求碰撞中的不变量
物体速度测量方法
动量
单摆测速
光电门测速
定义
动量变化量
频闪照片测速
打点计时器测速
平抛运动测速
课堂总结
寻求碰撞中的不变量
物体速度测量方法
动量
单摆测速
光电门测速
定义
动量变化量
频闪照片测速
打点计时器测速
平抛运动测速
板书设计
课后练习和同步练习
作业布置
课程结束
人教版高中物理选择性必修1