高中沪科技版(2020)第一节 相互作用中的守恒量 动量精品ppt课件
展开1.通过实验寻求碰撞中的不变量.2.理解动量的概念及其矢量性,会计算一维情况下的动量 变化量.
生活和自然界中存在各种碰撞现象
这些现象各不相同,是否遵循相同的规律?
这些现象中是否存在不变的物理量?
操作: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。
现象: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,A的速度传递给了B。
为什么会发生这样的现象呢?
猜想:碰撞前后,两球速度之和是不变的。
那么所有的碰撞都有这样的规律吗?
现象:B摆起的最大高度大于C球被拉起时的高度,碰撞后质量小的B球获得较大的速度.
操作: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。
结论:碰撞前后,两球速度之和并不是不变的。
猜想1:两球碰撞前后的速度变化跟它们的质量有关系。
猜想2:两球碰撞前后的动能之和不变。
碰撞前后到底什么量是不变的?
我们寻找的守恒量应适用于各种碰撞
二、寻找碰撞过程中的守恒量
实验结论:实验中两辆小车碰撞前后,质量与速度的乘积之和却基本不变
1.动量(1)定义:物体的 和 的乘积.(2)公式:p= ,单位: .(3)动量的矢量性:动量是 (填“矢”或“标”)量,方向与__________相同,运算遵循平行四边形定则.
2.对动量的理解(1)瞬时性:物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量,动量的大小可用p=mv表示.(2)矢量性:动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同.(3)相对性:因物体的速度与参考系的选取有关,故物体的动量也与参考系的选取有关.3.动量的变化量(1)物体在某段时间内 与 的矢量差,Δp= (矢量式).
3.动量的变化量(1)物体在某段时间内 与 的矢量差,Δp= (矢量式). 该式为矢量式,运算遵循平行四边形定则,当p2、p1在同一条直线上时,可规定正方向,将矢量运算转化为代数运算.(2)方向:方向与速度变化的方向相同,在合力为恒力的情况下,物体动量变化的方向也与物体加速度的方向相同,即与物体所受合外力的方向相同.
例 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,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;
答案 3 kg·m/s,方向竖直向上
解析 篮球与地面相撞前瞬间的速度大小为
规定竖直向下为正方向,篮球动量的变化量为Δp=(-mv2)-mv1=-0.5×2 kg·m/s-0.5×4 kg·m/s=-3 kg·m/s.即篮球动量的变化量大小为3 kg·m/s,方向竖直向上.
①同一直线上动量变化的运算:
②不在同一直线上的动量变化的运算,遵循平行四边形定则
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
(2)篮球动能的变化量.
拓展延伸 若篮球与地面发生的是弹性碰撞(反弹后仍然上升到0.8 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?
答案 4 kg·m/s,方向竖直向上 0
动量与动能的区别与联系1.区别:动量是矢量,动能是标量,质量相同的两物体,动量相同时动能一定相同,但动能相同时,动量不一定相同.2.联系:动量和动能都是描述物体运动状态的物理量,大小关系为Ek
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