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動量人教版（2019）物理（選擇性必修

第一冊）第一章

動量守恒定律目錄素養(yǎng)目標(biāo)01課程導(dǎo)入02新課講解03總結(jié)歸納04課堂練習(xí)05正確教育素養(yǎng)目標(biāo)1.了解生產(chǎn)生活中的各種碰撞現(xiàn)象

2.經(jīng)歷尋求碰撞中不變量的過程，體會探究過程中猜想、推理和證據(jù)的重要性3.知道動量概念及其單位，會計算動量的變化量4.認(rèn)識動量是描述物體運(yùn)動狀態(tài)的物理量，深化運(yùn)動與相互作用的觀念

用兩根長度相同的線繩，分別懸掛兩個完全相同的鋼球A、B，且兩球并排放置。拉起A球，然后放開，該球與靜止的B球發(fā)生碰撞?？梢钥吹?，碰撞后A球停止運(yùn)動而靜止，B球開始運(yùn)動，最終擺到和A球被拉起時同樣的高度。為什么會發(fā)生這樣的現(xiàn)象呢？

碰撞是日常生活、生產(chǎn)活動中常見的一種現(xiàn)象。那么，這些看似不同的碰撞現(xiàn)象背后是否遵循相同的規(guī)律呢？汽車碰撞測試錘子和釘子的碰撞從實驗的現(xiàn)象似乎可以得出：碰撞后，A球的速度大小不變地“傳給”了B球。正確教育尋求碰撞中的不變量

用兩根長度相同的線繩，分別懸掛兩個完全相同的鋼球A（藍(lán)色）、B（紅色），且兩球并排放置。拉起A球，然后放開，該球與靜止的B球發(fā)生碰撞。觀察球B每次上升的最大高度。實驗：觀察小球的碰撞視頻演示：質(zhì)量相同的鋼球碰撞演示：質(zhì)量相差較多的鋼球碰撞

如果質(zhì)量大的C

球與質(zhì)量小的B

球碰撞后，B

球得到的速度比C

球碰撞前的速度大，兩球碰撞前后的速度之和并不相等。

本書所說的“碰撞前”是指即將發(fā)生碰撞的那一時刻，“碰撞后”是指碰撞剛結(jié)束的那一時刻。1.不同高度釋放同一鋼球，高度越高，被碰球上升越高；2.從同一高度釋放不同質(zhì)量的鋼球，質(zhì)量越大，被碰球上升越高；對于同一被撞球，其上升的高度與撞球的質(zhì)量和撞前速度有關(guān)?，F(xiàn)象結(jié)論兩個物體碰撞前后動能之和不變，所以質(zhì)量小的球速度大兩個物體碰撞前后速度與質(zhì)量的乘積之和可能是不變的那么，對于所有的碰撞，碰撞前后到底什么量會是不變的呢?思考實驗：探究碰撞中的不變量

兩輛小車都放在滑軌上，用一輛運(yùn)動的小車碰撞一輛靜止的小車，碰撞后兩輛小車粘在一起運(yùn)動。小車的速度用滑軌上的光電計時器測量。

制作表格，記錄數(shù)據(jù)。其中，m1是運(yùn)動小車的質(zhì)量，m2是靜止小車的質(zhì)量；v是運(yùn)動小車碰撞前的速度，v′是碰撞后兩輛小車的共同速度。項目碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=?m2=?m1=?m2=?速度v1=?v2=?v1

=?v2

=?mvm1v1+m2v2=?m1v1

+m2v2

=?mv2m1v12+m2v22=?m1v1

2+m2v2

2=?v/mv1/m1+v2/m2=?v1

/m1+v2

/m2=?實驗視頻演示：探究碰撞中的不變量m1/kgm2/kgv/(m·s－1)v′/(m·s－1)10.5190.5190.6280.30720.5190.7180.6560.26530.7180.5190.5720.321

請你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，計算兩輛小車碰撞前后的動能比較此實驗中兩輛小車碰撞前后動能之和是否不變。再計算兩輛小車碰撞前后質(zhì)量與速度的乘積，比較兩輛小車碰撞前后質(zhì)量與速度的乘積之和是否不變。用下列公式試一試：物體的質(zhì)量和速度在碰撞前后有什么不變的關(guān)系

從實驗的數(shù)據(jù)可以看出，此實驗中兩輛小車碰撞前后動能之和并不相等，但是質(zhì)量與速度的乘積之和卻基本不變。正確教育動量動量1.定義：在物理學(xué)中，把物體的質(zhì)量m

和速度

v

的乘積叫作物體的動量p，用公式表示為p=mv

2.單位：千克米每秒(kg?m/s)3.三性：(2)瞬時性：是狀態(tài)量，與某一時刻相對應(yīng)(1)矢量性：方向由速度方向決定，與該時刻的速度方向相同(3)相對性：物體的動量與參考系的選擇有關(guān)，中學(xué)階段常以地球為參考系動量的變化量同一直線上動量變化的運(yùn)算：

（3）動量變化量也是矢量，方向與速度變化量的方向相同。（1）定義：物體的末動量（p2）與初動量（p1）的矢量差叫作物體動量的變化（Δp）；（2）

表達(dá)式：

Δp=mΔ?=p2-p1

若初、末動量不在同一直線上，如圖為某物體初動量p、末動量p′，請用作圖法表示出動量的變化量Δp。pp′遵循平行四邊形定則或三角形法則Δp試討論以下幾種運(yùn)動的動量變化情況：①物體做勻速直線運(yùn)動②物體做自由落體運(yùn)動③物體做平拋運(yùn)動④物體做勻速圓周運(yùn)動動量大小、方向均不變動量方向不變，大小隨時間推移而增大動量方向時刻改變，大小隨時間推移而增大動量方向時刻改變，大小不變Gv0GvOvvvO動量與動能

【思考】正在玩旋轉(zhuǎn)秋千的游客，他的每一時刻的動量相同嗎？每一時刻的動能相同嗎？

游客做勻速圓周運(yùn)動，速度的方向時刻改變，所以動量時刻變化；速度的大小不變，所以動能不變．物理情境動量與動能的區(qū)別

2)p

與Ek

都是狀態(tài)量，對應(yīng)某一位置或某一時刻。3)p

與Ek數(shù)值關(guān)系。例題

一個質(zhì)量為0.1kg的鋼球，以6m/s的速度水平向右運(yùn)動，碰到堅硬的壁后彈回，沿著同一直線以6m/s的速度水平向左運(yùn)動(圖1.1-3)。碰撞前后鋼球的動量變化了多少?

分析動量是矢量，雖然碰撞前后鋼球速度的大小沒有變化，但速度的方向變化了，所以動量的方向也發(fā)生了變化。為了求得鋼球動量的變化量，需要先選定坐標(biāo)軸的方向，確定碰撞前后鋼球的動量，然后用碰撞后的動量減去碰撞前的動量求得動量的變化量。解

取水平向右為坐標(biāo)軸的方向。碰撞前鋼球的速度為6m/s，碰撞前鋼球的動量為p＝mv＝0.1×6kg·m/s＝0.6kg·m/s碰撞后鋼球的速度v′＝－6m/s，碰撞后鋼球的動量為p′＝mv′＝－0.1×6kg·m/s＝－0.6kg·m/s碰撞前后鋼球動量的變化量為Δp＝p′－p＝(－0.6－0.6)kg·m/s＝－1.2kg·m/s動量的變化量是矢量，求得的數(shù)值為負(fù)值，表示它的方向與坐標(biāo)軸的方向相反，即?p

的方向水平向左。

讓一位同學(xué)把一個充氣到直徑1m左右的大乳膠氣球，以某一速度水平投向你，請你接住(圖1.1-4)。把氣放掉后氣球變得很小，再把氣球以相同的速度投向你。兩種情況下，你的體驗有什么不同?這是為什么呢?做一做1.解答以下三個問題，總結(jié)動量與動能概念的不同。(1)質(zhì)量為2kg的物體，速度由3m/s增大為6m/s，它的動量和動能各增大為原來的幾倍?(2)質(zhì)量為2kg的物體，速度由向東的3m/s變?yōu)橄蛭鞯?m/s，它的動量和動能是否發(fā)生變化?如果發(fā)生變化，變化量各是多少?(3)A物體質(zhì)量是2kg，速度是3m/s，方向向東；B物體質(zhì)量是3kg，速度是4m/s，方向向西。它們動量的矢量和是多少?它們的動能之和是多少?課后練習(xí)

(1)質(zhì)量為2kg的物體，速度由3m/s增大為6m/s，它的動量和動能各增大為原來的幾倍?(2)質(zhì)量為2kg的物體，速度由向東的3m/s變?yōu)橄蛭鞯?m/s，它的動量和動能是否發(fā)生變化?如果發(fā)生變化，變化量各是多少?

(3)A物體質(zhì)量是2kg，速度是3m/s，方向向東；B物體質(zhì)量是3kg，速度是4m/s，方向向西。它們動量的矢量和是多少?它們的動能之和是多少?

由以上三個問題可知，物體的動量是物體質(zhì)量和速度的乘積，動量是矢量，方向與速度方向相同；物體的動能是物體質(zhì)量與速度平方乘積的二分之一，是標(biāo)量.2.一個質(zhì)量為2kg的物體在合力F

的作用下從靜止開始沿直線運(yùn)動。F隨時間t

變化的圖像如圖1.1-5所示。(1)t＝2s時物體的動量大小是多少?

(2)t＝3s時物體的動量大小是多少?

①

動量

①定義：：p=mv.動量是矢量，方向與速度的方向相同.兩個動量相同一定是大小相等、方向一致.

②性質(zhì)：a.瞬時性；b.相對性.c.矢量性.

1質(zhì)量和速度的乘積，這里是速度而不是速率關(guān)于物體的動量，下列說法中正確的是（）A.運(yùn)動物體在任一時刻的動量方向一定是該時刻的速度方向B.物體的動能若不變，則動量一定不變C.動量變化的方向一定和末動量的方向相同D.動量越大的物體，其慣性也越大A答案：A解析：A對：動量和速度都是矢量，由物體的動量p=mv可知，運(yùn)動物體在任一時刻的動量的方向一定是該時刻的速度方向。B錯：物體的動能若不變，則物體的速度大小不變，但速度方向可以改變，因此動量可以改變。C錯：動量變化量的方向與末動量的方向可能相同，也可能不同。D錯：質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，而物體的動量p=mv取決于質(zhì)量與速度大小的乘積，因此動量大的物體慣性不一定大。下列說法中正確的是（

）A．物體的速度大小保持不變，則其動量不變B．物體的動量保持不變，則其速度方向一定不變C．物體的動能保持不變，則其動量一定不變D．速度大的物體的動量就一定大B答案：B解析：ABC．物體的速度大小保持不變，動能也保持不變，但是物體的速度方向可能會變化，因為動量是矢量，方向與速度方向相同，所以物體動量也可能會變化，但是如果物體的動量保持不變，即方向和大小不會發(fā)生變化，物體的速度方向和大小也不會變化；所以AC錯誤，B正確；D．根據(jù)動量定義式，物體的動量和物體的質(zhì)量、速度有關(guān)，質(zhì)量大的物體，動量不一定大，所以D錯誤。故選B。