魯科版高中物理選擇性必修第一冊全冊教學(xué)課件碰撞現(xiàn)象在生活中司空見慣。通常，雞蛋從高處落到堅(jiān)硬的盤子里會破，但若落在較厚的軟墊上還會破嗎(圖1-1)?3.同樣質(zhì)量的子彈，一顆用槍射出，而另一顆用手?jǐn)S出，哪一支穿透本領(lǐng)大？為什么？

本節(jié)我們學(xué)習(xí)了動量、沖量和動量定理后，便能解釋這類現(xiàn)象。1.動量在游樂場開碰碰車(圖1-2),當(dāng)運(yùn)動的車去碰靜止的車，若運(yùn)動的車的總質(zhì)量越大、車速越大，那么靜止的那輛車會被撞得越遠(yuǎn)。觀察小球的碰撞如圖1-3所示，將質(zhì)量相等的兩個(gè)鋼球A、B并排懸掛起來。把球A分別拉到不同高度釋放，去碰撞靜止的球B，觀察球B每次上升的最大高度。將球A換成質(zhì)量不同的鋼球，分別拉到同一高度釋放再觀察球B每次上升的最大高度。由實(shí)驗(yàn)可知，從不同高度釋放同一鋼球，高度越高，被碰球上升越高。從同樣高度釋放質(zhì)量不同的鋼球，質(zhì)量越大，被碰球上升越高。由此可見，對同一被碰球，其上升的高度與碰撞球的質(zhì)量和碰前速度都有關(guān)。人們在研究碰撞這類問題時(shí)，為了更好地說明問題，引人了一個(gè)與質(zhì)量和速度都有關(guān)的物理量——動量。描述運(yùn)動物體對另一個(gè)物體作用效果強(qiáng)弱的物理量。用p來表示。物理學(xué)中，把物體質(zhì)量與速度的乘積稱為物體的動量，通常用字母p表示。動量的單位由質(zhì)量的單位和速度的單位共同決定。在國際單位制中，動量的單位是千克米每秒，符號為kg·m/s。動量是矢量，它的方向與物體速度的方向相同。3.理解（1）瞬時(shí)性amm（2）相對性相對不同的參考系，同一物體的動量可能不同。（3）矢量性其方向與瞬時(shí)速度方向相同。遵循平行四邊形法則運(yùn)算。v正方向4.動量的變化物體在運(yùn)動過程中，當(dāng)速度的大小或方向變化時(shí)，動量會發(fā)生變化。物體動量的變化量Δp等于物體的末動量P2與初動量P1的矢量差即p=P2-P1動量的變化量也是矢量。如圖1-4所示，一質(zhì)量為58g的網(wǎng)球以30m/s的速率水平向右飛行，被球拍擊打后，又以30m/s的速率水平返回，被球拍擊打前后，球的動量分別是多少?球的動量的變化量是多少?分析根據(jù)動量定義可求被擊打前后網(wǎng)球的動量。由于球在被擊打前后的動量在同一直線上，可利用同一直線上的失量運(yùn)算法則計(jì)算動量的變化量。解選定水平向右為正方向。由題意可知m=58g=0.058kgv1=30m/s，v2=-30m/s.擊打前，球的動量P1=mv1=0.058×30kg·m/s=1.74kg·m/s球被擊打前的動量大小為1.74kg·m/s，方向水平向右。解擊打后，球的動量P2=mv2=0.058×(-30)kg·m/s=-1.74kg·m/s球被擊打后的動量大小為1.74kg·m/s，方向水平向左球。被擊打前后動量的變化量Δp=P1-P2=(-1.74-1.74)kg·m/s=-3.48kg·m/s球被擊打前后動量的變化量大小為3.48kg·m/s，方向水平向左。討論球被擊打前后，雖然動量的大小沒有變化，但動量的方向發(fā)生了改變，因此動量發(fā)生了變化。求得動量的變化量為負(fù)值，表示其方向與選定的正方向相反。對同一條直線上的矢量運(yùn)算，正方向的選定是任意的。例題中，若選定水平向左為正方向，結(jié)果又如何?請計(jì)算并與例題的結(jié)果進(jìn)行比較。用牛頓第二定律推導(dǎo)動量的變化設(shè)置物理情景：質(zhì)量為m的物體，在合力F的作用下，經(jīng)過一段時(shí)間t，速度由v變?yōu)関’，如是圖所示：由牛頓第二定律知：而加速度定義有：聯(lián)立可得：F=m

a這就是牛頓第二定律的另一種表達(dá)形式。變形可得：表明動量的變化與力的作用對時(shí)間積累效果有關(guān)。2.動量定理由以上例題可知，網(wǎng)球運(yùn)動員擊球時(shí)，球拍的作用力使球的動量發(fā)生了變化。在生產(chǎn)生活中，物體動量發(fā)生變化的現(xiàn)象隨處可見。物體動量的變化與哪些因素有關(guān)呢?對于一個(gè)質(zhì)量不變的物體，速度的變化導(dǎo)致動量的變化，而物體速度的變化除了與物體受力情況有關(guān)外，還與力作用于物體的時(shí)間有關(guān)。例如，火車啟動時(shí)，若牽引力小，則需要較長的時(shí)間才能達(dá)到正常的行駛速度:若牽引力大，則只需較短的時(shí)間便可達(dá)到正常的行駛速度。下面我們來推導(dǎo)，在恒力作用的情況下，物體動量的變化量與作用力和時(shí)間的定量關(guān)系。設(shè)一質(zhì)量為m的物體，初速度為v1，初動量p1=mv1。在合外力F的作用下，經(jīng)過一段時(shí)間t，速度變?yōu)関2，末動量p2=mv2(圖1-5)。物體的加速度物體動量的變化量既與受到的合外力有關(guān)，又與該力的作用時(shí)間有關(guān)。合外力越大、作用時(shí)間越長，物體動量的變化量就越大?？梢?，F(xiàn)t這個(gè)量反映了力對時(shí)間的積累效應(yīng)作用在物體上的力與其作用時(shí)間的乘積叫沖量，通常用符號I表示。矢量，其運(yùn)算遵循平行四邊形法則。它的方向與力的方向相同由此，F(xiàn)t=mv2-mv1

，還可表示為由上式可知，物體在一過程中所受合外力的沖量等于該物體在此過程中動量的變化這稱為動量定理。由動量定理可得該式表明，作用在物體上的合外力等于物體動量的變化率，這實(shí)際上是牛頓第二定律的另一種表述?？蛇M(jìn)一步證明，在變力作用下，動量定理仍然成立。理解：物理研究方法：過程量可通過狀態(tài)量的變化來反映；表明合外力的沖量是動量變化的原因；動量定理是矢量式，合外力的沖量方向與物體動量變化的方向相同：合外力沖量的方向與合外力的方向或速度變化量的方向一致，但與初末動量方向可相同，也可相反，甚至還可成角度。動量定理的適用范圍1、動量定理不但適用于恒力，也適用于隨時(shí)間變化的變力，對于變力，動量定理中的F應(yīng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值；2、動量定理不僅可以解決勻變速直線運(yùn)動的問題，還可以解決曲線運(yùn)動中的有關(guān)問題，將較難的計(jì)算問題轉(zhuǎn)化為較易的計(jì)算問題；3、動量定理不僅適用于宏觀低速物體，也適用于微觀現(xiàn)象和變速運(yùn)動問題。動量定理的優(yōu)點(diǎn)：不考慮中間過程，只考慮初末狀態(tài)。一個(gè)質(zhì)量為60kg的男孩從高處跳下，以5m/s的速度豎直落地。取重力加速度g=10m/s。(1)若男孩落地時(shí)屈屈膝(圖1-6)，用了1s停下來，則落地時(shí)地面對他的平均作用力是多大?分析男孩剛觸地時(shí)動量方向堅(jiān)直向下，一段時(shí)間內(nèi)減小到0，這一過程中地面對腳的作用力是變力。根據(jù)動量定理可求出落地時(shí)地面對他的乎均作用力。解：男孩落地時(shí)的受力分析如圖1-7所示，選定豎直向上為正方向。設(shè)地面對他的平均作用力為F，由題意可知，m=60kg，v?=-5ms，v?=0。(1)男孩從觸地到速度減為0，經(jīng)歷的時(shí)間t=1s。由動量定理得解(2)若男孩落地時(shí)沒有屈膝，只用了0.1s就停下來，則落地時(shí)地面對他的平均作用力又是多大?男孩從觸地到速度減為0，經(jīng)歷的時(shí)間t2=0.1s.同理可得，地面對他的平均作用力。解討論兩種落地方式中，動量的變化量相同，但所經(jīng)歷時(shí)間不同。作用時(shí)間越短，地面對人的平均作用力越大。因此，人從高處跳下時(shí)，為避免受傷，要盡量延長觸地后的緩沖時(shí)間，以減小地面對人的作用力。由此，你能解釋雞蛋從高處落到軟墊上不容易破的原因嗎?在碰撞這類問題中，相互作用力會發(fā)生變化，可根據(jù)動量定理計(jì)算變力的平均值。運(yùn)用動量定理分析問題時(shí)，要注意明確研究對象和過程，正確:分析受力和運(yùn)動的初、末狀態(tài);注意動量定理是矢量式，需根據(jù)矢量運(yùn)算法則建立方程在碰控這類問題中，由于相互作用時(shí)間極短，相互作用力會很大，通?？珊雎云渌^小的力而使問題簡化。例如，在前面擊打網(wǎng)球的例題中，若球與球拍的接能時(shí)間為0.01s，球受到球拍擊打的平均作用力是多大?關(guān)于“運(yùn)動的量度”的爭論關(guān)于“運(yùn)動的量度”，歷史上有兩種不同的觀點(diǎn)。1644年，笛卡兒提出“運(yùn)動不滅原理”:物質(zhì)的運(yùn)動有一個(gè)固定的量，這個(gè)量從來不增加也不減少，并把物體的質(zhì)量和速度的乘積(mv)作為物體的“運(yùn)動量”的量度。而萊布尼茨(1646-1716)認(rèn)為，活力(mv2)才是物體的“運(yùn)動量”的量度。這場著名的爭論延續(xù)了半個(gè)世紀(jì)之久。1743年，法國力學(xué)家達(dá)朗貝爾(1717-1783)對這場爭論給出了“判決”:兩種量度是同樣有效的。達(dá)朗貝爾的“判決”模糊談到了:動量的變化和力的作用時(shí)間有關(guān)，活力的變化和力的作用距離有關(guān)。直到一百多年后，人們建立了能量轉(zhuǎn)化與守恒定律，才進(jìn)-步認(rèn)識到這兩種量度的區(qū)別。對某一問題的認(rèn)識有時(shí)會存在不同的觀點(diǎn)，科學(xué)爭論往往可幫助人們從多維的思想方法中得到啟迪，從而更深刻、更全面地理解和認(rèn)識問題。3.碰撞與緩沖的實(shí)例分析由動量定理可見，物體間的相互作用力與物體動量的變化和作用時(shí)間有關(guān)。既可通過增大物體動量變化量、縮短相互作用時(shí)間來增大相互作用力，也可通過減小物體動量變化量、延長相互作用時(shí)間來減小相互作用力。例如，沖床沖壓工件時(shí)，由于沖頭動量變化大且沖頭與工件的碰撞時(shí)間短，在沖頭與工件間會產(chǎn)生很大的作用力。沖壓工件就是利用了這種作用力。修路、建房時(shí)常用打夯機(jī)。打夯時(shí)(圖1-8)，打機(jī)將夯錘提到一定高度釋放，通過夯錘撞擊地面夯實(shí)地基。夯錘量越大、提升高度越高、與地面的撞擊時(shí)間越短對地面的作用力越大。為保證駕乘人員的安全，有的汽車在相關(guān)部位安裝了安全氣囊，利用氣囊的形變來延長力的作用時(shí)間，減輕因劇烈碰撞而造成的對車內(nèi)人員的傷害(圖1-9)包裝用的泡沫材料船靠岸時(shí)邊緣上的廢舊輪胎摩托車頭盔里的襯墊驗(yàn)證動量定理我們可用DIS實(shí)驗(yàn)裝量驗(yàn)證在變力作用下的動量定理。如圖1-10所示，將力傳感器、光電傳感器接入電路，將遮光片的寬度和小車質(zhì)量輸入計(jì)算機(jī)。推動小車使其與力傳感器發(fā)生碰控，通過碰撞中相互作用力隨時(shí)間變化的圖像(圖1-11)可得出小車受到的力的沖量，再由光電傳感器測量的時(shí)間等可得到小車動量的變化量。比較小車受到的力的沖量和動量變化量，驗(yàn)證動量定理。1.運(yùn)輸易碎器件時(shí)，經(jīng)常在包裝箱中填充泡沫塑料:為營救高空墜落者，常會在墜落者下方放置氣墊。請解釋這樣做的理由。在運(yùn)輸過程中由于車輛的起動和剎車,易碎器件的動量發(fā)生變化,包裝箱中填充泡沫塑料可以延長作用時(shí)間,由動量定理可知,將會減小易碎器件受到的作用力,從而避免易碎器件損壞。同理,高空墜落者著地時(shí),動量的變化量是一個(gè)定值,在墜落者下方放置氣墊可以廷長作用時(shí)間,由動量定理可知,將會減小墜落者受到的作用力,從面使墜落者避免受傷。

3.在某轎車的撞擊實(shí)驗(yàn)中，有一質(zhì)量為60kg的人體模型坐在駕駛位置，轎車以108km/h的速度撞到堅(jiān)固的墻，假設(shè)該模型與車皆在0.2s內(nèi)停下。(1)此模型在水平方向所受力的平均值為多少?以人體模型為研究對象,取車速方向?yàn)檎较?初動量

根據(jù)動量定理得－F△t=P?－p?解得F=9000N。(2)有人認(rèn)為，在類似的事故中，如果人用雙手抵住方向盤，便可止住突然向前傾倒的身體。請對上述看法作出評價(jià)，并說出你的依據(jù)。2020年男子舉重73號級中國選手石智勇挺舉的世界紀(jì)錄是199kg,換算為重力即1990N,這樣的頂級運(yùn)動員的雙手之力也只有1990N,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于9000N。所以在題中事故中人用雙手抵住方向盤不可能止住突然向前傾倒的身體。4.一小球從某高處以10m/s的速度豎直向上拋出，落到地面時(shí)速度大小為20m/s。求小球在空中的運(yùn)動時(shí)間。(取重力加速度g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力)以小球?yàn)檠芯繉ο?取豎直向下為正方向,如圖所示。

5.高空作業(yè)必須系安全帶。如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落，從開始跌落到安全帶對人剛產(chǎn)生作用力的過程中，人下落的距離為h(可視為自由落體運(yùn)動)。此后經(jīng)歷時(shí)間t，安全帶達(dá)到最大伸長量，若在此過程中安全帶的作用力始終豎直向上，

6.一質(zhì)量為1kg的物體在外力的作用下從靜止開始做直線運(yùn)動，其所受的合外力隨時(shí)間變化的圖像如圖所示。求物體分別在2s末、6s末和9s末的速度

*7.現(xiàn)代切割技術(shù)常用的一種“水刀”如圖所示。它將水從高壓水槍中高速射出，形成很細(xì)的水束，用來切割鋼板等物體。已知水束的橫截面積為S，速度為v，并垂直射向鋼板，若水射上鋼板后的速度視為0，水的密度為ρ，求水對鋼板的平均沖擊力。本題是流體問題,取水束為研究對象,如圖所示。取長為L的水束,則L=vt,水束的質(zhì)量為m=ρLS,水束的初動量p?=mv,末動量p?=0,取鋼板對水束作用力的方向?yàn)檎?對水本根據(jù)動量定理得Ft=0-(-mv),同學(xué)們，通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你有什么收獲呢？謝謝大家愛心.誠心.細(xì)心.耐心，讓家長放心.孩子安心。物體間的作用總是相互的，如天體相撞、汽車追尾、粒子碰撞等。這些發(fā)生相互作用的物體，它們的動量變化會遵循什么樣的規(guī)律呢？本節(jié)我們將學(xué)習(xí)動量守恒定律及其應(yīng)用。1.動量守恒定律兩個(gè)穿滑冰鞋的同學(xué)靜止站在滑冰場上，不論誰推對方，兩人都會向相反方向滑去(圖1-12)在推動前，兩人的動量都為0;推動后，每個(gè)人的動量都發(fā)生了變化。那么，他們的總動量在推動前后是否也發(fā)生了變化呢?下面，我們通過實(shí)驗(yàn)來作進(jìn)一步的探究。動量變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)探索兩個(gè)質(zhì)量相等且?guī)в袕椘幕瑳Q裝上相同的遮光板，放置在氣墊導(dǎo)軌的中部。將兩滑決靠在一起并壓縮彈片，用細(xì)線把它們控住，兩滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。燒斷細(xì)線，兩滑塊被彈片彈開后朝相反方向做勾速運(yùn)動(圖1-13)。測量遮光板通過光電門的時(shí)間，計(jì)算滑塊的逸度。在兩滑決彈開前后，它們的總動量變化了嗎?增加其中一個(gè)滑塊的質(zhì)量，使其質(zhì)量是另一個(gè)的2倍，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)(圖1-14)兩滑塊在彈開前后的總動圣會發(fā)生變化嗎?實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在氣墊導(dǎo)軌上，無論兩滑塊的質(zhì)量是否相等，它們在被彈開前的總動量為0，彈開后的總動量也幾乎為0。這說明氣墊導(dǎo)軌上的兩滑塊在相互作用前后的總動量幾乎是不變的。大量研究表明，一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者所受合外力為0時(shí)，這個(gè)系統(tǒng)的總動量保持不變。這稱為動量守恒定律。系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力稱為內(nèi)力，內(nèi)力不改變系統(tǒng)的總動量。在圖1-12中，對于兩同學(xué)構(gòu)成的系統(tǒng)，他們的相互推力是系統(tǒng)的內(nèi)力，如果兩同學(xué)的滑冰鞋與地面的摩擦力可忽略不計(jì)，即近似認(rèn)為系統(tǒng)所受合外力為0，他們相互推動過程中的動量是守恒的動量守恒定律是自然界普遍適用的基本規(guī)律之一，不僅低速、宏觀領(lǐng)域遵循這一規(guī)律，高速(接近光速)、微觀(分子、原子的尺度)領(lǐng)域也遵循這一規(guī)律。動量守恒定律比牛頓運(yùn)動定律的適用范圍更廣。小船?？亢厱r(shí)，如果船還未拴住，人便匆匆上岸，人有可能會掉入水中(圖1-15)。為什么會出現(xiàn)這種情況?試用動量守恒定律解釋，并與同學(xué)討論交流。為進(jìn)一步理解動量守恒定律，下面我們通過動量定理進(jìn)行推導(dǎo)。如圖1-16所示，在光滑水平地面上，有質(zhì)量為m?、m?的兩小球A、B，它們分別以速度v?、v?同向運(yùn)動，且v?>v?。當(dāng)球A追上球B時(shí)，發(fā)生碰撞，碰撞后兩球的速度都發(fā)生了變化，球A、球B的速度分別為v?’v?’。用F?表示球B對球A的平均作用力，用F?表示球A對球B的平均作用力，兩球在豎直方向受力平衡。若兩球相互作用時(shí)間為t，則在水平方向有由于兩球碰撞過程中的每個(gè)時(shí)刻都有F?=-F?，因此上式對兩球碰撞過程中任意時(shí)刻的狀態(tài)都適用。系統(tǒng)的總動量在整個(gè)過程中一直保持不變，在這個(gè)過程中動量是守恒的。雖然系統(tǒng)所受合外力不為0，但系統(tǒng)所受合外力遠(yuǎn)小于系統(tǒng)內(nèi)力時(shí)，該系統(tǒng)的總動量可認(rèn)為近似守恒?？蛇M(jìn)一步證明，若系統(tǒng)所受合外力不為0，但在某一方向上受到的合外力為0，則在該方向上系統(tǒng)的總動量仍然守恒.動量守恒定律的發(fā)現(xiàn)歷史上，笛卡兒、惠更斯、牛頓等人先后研究過碰撞等問題，建立并完善了動量概念，提出了動量守恒規(guī)律。笛卡兒曾提出“運(yùn)動量”是由“物質(zhì)”的多少和“速度”的乘積決定的?；莞乖ㄟ^碰撞實(shí)驗(yàn)研究碰撞現(xiàn)象(圖1-17).由此他提出“兩個(gè)物體所具有的運(yùn)動量在碰撞中可以增加或減少，但是它們的量值在同一個(gè)方向上的總和保持不變”，他明確指出了動量的方向性和守恒性.牛頓采用質(zhì)量與速度的乘積定義動量，更加清晰地表述了動量的方向性及其守恒規(guī)律.冬季雨雪天氣時(shí)，公路上容易發(fā)生交通事故。在結(jié)冰的公路上，一輛質(zhì)量為1.8×103kg的輕型貨車尾隨另一輛質(zhì)量為1.2×103kg的轎車同向行駛，因貨車未及時(shí)剎車而發(fā)生追尾(即碰撞，圖1-18)。若追尾前瞬間貨車速度大小為36kmh，轎車速度大小為18km/h.剛追尾后兩車視為緊靠在一起，此時(shí)兩車的速度多大?分析:以兩車組成的系統(tǒng)為研究對象，該系統(tǒng)受到的外力有重力、支持力和摩擦力。由于碰撞時(shí)間很短，碰撞過程中系統(tǒng)所受合外力通常遠(yuǎn)小于系統(tǒng)內(nèi)力，可近似認(rèn)為在該碰撞過程中系統(tǒng)動量守恒。根據(jù)動量守恒定律，可求出兩車的共同速度。設(shè)貨車質(zhì)量為m?，轎車質(zhì)量為m?，碰撞前貨車速度為v?、轎車速度為v?，碰撞后兩車速度為v。選定兩車碰撞前的速度方向?yàn)檎较颉Ｓ深}意可知，m?=1.8×103kg，m?=1.2×102kgv?=36km/h,v?=18km/h由動量守恒定律得運(yùn)用動量守恒定律解決問題時(shí)，首先應(yīng)明確研究的系統(tǒng)，在判斷系統(tǒng)總動量守恒后，選定正方向，確定初、末狀態(tài)及各物體的動量然后列式求解。在碰撞這類問題中，由于相互作用時(shí)間極短，系統(tǒng)所受合外力通常遠(yuǎn)小于系統(tǒng)內(nèi)力，系統(tǒng)的總動量近似守恒。計(jì)算結(jié)果v=28.8km/h，介于么和么之間且更接近質(zhì)量大的輕型貨車的速度，與實(shí)際情況相符。在微觀粒子發(fā)生碰撞時(shí)，運(yùn)用動量守恒定律還可測量微觀粒子的質(zhì)量。例如，原子核的質(zhì)量是1.67×10-27kg，它以1.0×107m/s的速度與一個(gè)原來靜止的氨原子核相碰撞碰撞后以6.0×106m/s的速度被反彈回來，而氨原子核以4.0×106m/s的速度向前運(yùn)動,求氦原子核的質(zhì)量。斜碰中的動量守恒以上討論的碰撞都是一維碰撞，即碰控前后的速度方向均在同一直線上，也稱為正碰或?qū)π呐鲎?。在圖1-19所示的臺球斜碰中，可把兩球視為一個(gè)系統(tǒng)，在碰撞過程中，兩球相互作用的內(nèi)力遠(yuǎn)大于它們受到的外力，因此可近似認(rèn)為系統(tǒng)的動量守恒。動量守恒表示系統(tǒng)動量的大小和方向都不變系統(tǒng)的動量在各方向的分量也是守恒的。對于有的斜碰，即使整個(gè)系統(tǒng)的總動量不守恒，也有可能在某方向上的分量是守恒的，人們常常利用這些特點(diǎn)解決問題。2.反沖運(yùn)動與火箭將氣球充氣后松口釋放，氣球會沿與噴氣方向相反的方向飛去(圖1-20)。噴出的空氣具有動量，由動量守恒定律可知，氣球要向相反方向運(yùn)動，這就是一種反沖運(yùn)動?；鸺l(fā)射(圖1-21)是典型的反沖運(yùn)動。火箭點(diǎn)火后，燃料燃燒產(chǎn)生的高速氣流從火箭尾部噴出，使火箭向前飛行(圖1-22)。負(fù)荷越小、氣速度越大、燃料越多，火箭能達(dá)到的速度就越大。多級火箭是如何獲得更高速度的火箭的最終速度主要取決于兩個(gè)條件:一是噴氣速度:二是質(zhì)量比，即火箭開始飛行時(shí)的質(zhì)量與燃料燃盡時(shí)的質(zhì)量之比。發(fā)射人造衛(wèi)星，需要多級火箭。多級火箭是由單級火箭組成的(圖1-23)。發(fā)射時(shí)，先點(diǎn)燃第-級火箭，它的燃料用完后空殼自動脫離，這時(shí)第二級火箭開始工作?？諝さ拿撾x減輕了火箭的質(zhì)量，因而增大了第二級火箭工作過程中的質(zhì)量比。第二級火箭在燃料用完以后空殼也自動脫離，接著下--級火箭開始工作。多級火箭的這種工作過程能便火箭達(dá)到更高的速度，可用來發(fā)射人造衛(wèi)星、洲際導(dǎo)彈和宇宙飛船等火箭技術(shù)是國家綜合國力的重要體現(xiàn)。我國已多次運(yùn)用自主研制的火箭成功發(fā)射人造衛(wèi)星和遠(yuǎn)程導(dǎo)彈，并為其他國家和國際組織提供衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)，火箭技術(shù)位居世界前列。宇航員無繩太空行走是通過太空服背部的噴氣推進(jìn)裝置實(shí)現(xiàn)的(圖1-24)。該裝置有幾十個(gè)噴管，宇航員利用安裝在太空服前面的開關(guān)控制噴氣，實(shí)現(xiàn)朝各個(gè)方向的移動。有的自動噴水裝置噴水時(shí)，水流的反沖作用可使噴水管旋轉(zhuǎn)起來，這樣就能達(dá)到多角度噴灑的目的(圖1-25)。大型水力發(fā)電站用的反擊式水輪機(jī)也是利用水流的反沖作用而旋轉(zhuǎn)的。反沖有時(shí)也會帶來不利影響。例如，射擊時(shí)子彈向前飛去，槍身會向后反沖，槍身的反沖會影響射擊的準(zhǔn)確性:用高壓水槍滅火時(shí)，水高速噴出，高壓水槍向后反沖，消防隊(duì)員必須牢牢抓住水槍將身體稍向前傾以保持平衡。能理解沖量、動量、動量定理和動量于作定律的內(nèi)滿，知道動量守驚定律的費(fèi)造性:能用動量定理和動量守驚定律等解釋生產(chǎn)生活中的碰攝現(xiàn)象，提出一些參考建議:具有與動量及關(guān)守恒定律等相關(guān)的比較清晰的相互作用觀會和能量觀念和物理觀念。制作“水火箭“水火箭”不用燃料也能沖向高空。如圖1-26所示，剪下一塑料瓶的瓶口部分，粘在另塑料瓶的瓶底，做成“水火箭”頭，在靠近“水火箭尾部處粘上定向尾翼。取大小合適的橡皮塞，在其中心裝上氣門芯。在瓶中裝入大半瓶水后，用橡皮塞塞緊瓶口?！八鸺本妥龊昧?。把“水火箭”放在發(fā)射架上，用打氣簡通過氣門芯向瓶內(nèi)打氣。當(dāng)瓶內(nèi)空氣達(dá)到一定壓強(qiáng)時(shí)，水將橡皮塞沖開并向下高速噴出，由于反沖作用，“水火箭”便會沖向天空。想一想，怎樣才能讓“水火箭”升得更高?(特別提醒:“水火箭”發(fā)射必須在戶外進(jìn)行，不能對準(zhǔn)人或建筑物等，要注意安全)小結(jié)動量守恒定律內(nèi)容系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零，這個(gè)系統(tǒng)的動量就保持不變。公式p?＋p?=p?’＋p?’應(yīng)用對象系統(tǒng)動量守恒條件研究的系統(tǒng)不受外力或合外力為零，或滿足系統(tǒng)所受外力遠(yuǎn)小于系統(tǒng)內(nèi)力。特點(diǎn)動量是矢量，式中動量的確定一般取地球?yàn)閰⒄瘴铩?.如圖所示，在光滑的水平面上有一輛平板車，某同學(xué)站在車上，想通過敲打車的左端讓小車向右不斷運(yùn)動?？尚袉?為什么?不可行。此相互作用過程中動量守恒,當(dāng)把錘頭打下去時(shí),錘頭向右運(yùn)動,系統(tǒng)總動量為零,車就向左運(yùn)動;舉起錘頭時(shí),錘頭向左運(yùn)動,車向右運(yùn)動:用錘頭連續(xù)敲打時(shí),車只是左右運(yùn)動,一旦錘頭不動,車就會停下來,所以車不能持續(xù)向右運(yùn)動。2.如圖所示，光滑水平面上的兩玩具小車中間連接一被壓縮的輕彈簧，兩手分別按住小車，使它們靜止。對于兩車及彈簧組成的系統(tǒng)，下列說法正確的是()A.兩手同時(shí)放開后，系統(tǒng)總動量始終為0B.兩手先后放開后，系統(tǒng)總動量始終為0C.先放開左手緊接著放開右手后，系統(tǒng)總動量向右D.先放開左手緊接著放開右手后，系統(tǒng)總動量向左3.如圖所示，一只小船靜止在水面上，一人從船尾走到船頭。已知人的質(zhì)量小于船的質(zhì)量，若不計(jì)水的阻力，下列說法正確的是()A.人在小船上行走時(shí)，人向前運(yùn)動快，小船后退慢B.人在小船上行走時(shí)，人向前運(yùn)動慢，小船后退快C.當(dāng)人停止走動時(shí)，小船繼續(xù)向后退D.當(dāng)人停止走動時(shí)，小船也停止后退4.兩小孩在水平冰面上乘坐碰碰車相向運(yùn)動。車A總質(zhì)量為50kg，以2m/s的速度向右運(yùn)動;車B總質(zhì)量為70kg，以3m/s的速度向左運(yùn)動。碰撞后車A以1.5m/s的速度向左運(yùn)動，求碰撞后車B的速度。A、B組成的系統(tǒng)動量守恒，以向左為正方向，

由動量守恒定律得：mBvB-mAvA=mAvA′+mBvB′，

即：70×3-50×2=50×1.5+70vB′，

解得：vB′=0.5m/s，方向：水平向左；

故答案為：0.5；左．5.如圖所示，一枚火箭搭載著衛(wèi)星以速率v進(jìn)入太空預(yù)定位置，由控制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星分離。已知衛(wèi)星質(zhì)量為m?，箭體質(zhì)量為m?，分離后箭體以速率v沿火箭原方向飛行。若忽略空氣阻力及分離前后系統(tǒng)質(zhì)量的變化，求分離后衛(wèi)星的速率v?。以火箭和衛(wèi)星組成的系統(tǒng)為研究對象,取進(jìn)入太空預(yù)定位置的初速度方向?yàn)檎较?根據(jù)動量守恒定律得

6.兩人站在靜止于水面、質(zhì)量為M的小船上，當(dāng)他們從船尾沿相同的方向水平跳出后，船獲得一定的速度。設(shè)兩人的質(zhì)量均為m，跳出時(shí)相對于地面的速度均為v，若忽略水的阻力，請比較兩人同時(shí)跳出和兩人依次跳出兩種情況下，小船所獲得的速度大小。

同學(xué)們，通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你有什么收獲呢？謝謝大家愛心.誠心.細(xì)心.耐心，讓家長放心.孩子安心。動量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律。前面我們通過氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)研究了動量守恒定律，下面我們再通過小球的碰撞實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證動量守恒定律.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)驗(yàn)證動量守恒定律(2)體會將不易測量的物理量轉(zhuǎn)換為易測量的物理量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想。實(shí)驗(yàn)器材斜槽軌道、半徑相等的鋼球和玻璃球、白紙、復(fù)寫紙、小鉛錘、天平(附砝碼)、毫米刻度尺、圓規(guī)。實(shí)驗(yàn)步驟(1)用天平測出兩個(gè)小球的質(zhì)量(2)將斜槽固定在桌邊并使其末端水平。在地板上鋪白紙和復(fù)寫紙，通過小鉛錘將斜槽末端在紙上的投影記為點(diǎn)O。(3)首先讓球A從斜槽點(diǎn)C由靜止釋放，落在復(fù)寫紙上，如此重復(fù)多次。(4)再將球B放在槽口末端，讓球A從點(diǎn)C由靜止釋放，撞擊球B，兩球落到復(fù)寫紙上，如此重復(fù)多次。(5)取下白紙，用圓規(guī)找出落點(diǎn)的平均位置點(diǎn)P、點(diǎn)M和點(diǎn)N,用刻度尺測出lop、lOM和lON(6)改變點(diǎn)C位置，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟:數(shù)據(jù)分析將測量的數(shù)據(jù)記入你設(shè)計(jì)的表格中，并分析數(shù)據(jù)，形成結(jié)論。實(shí)驗(yàn)結(jié)論寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。討論碰撞前后球A、球B的動量是怎樣變化的?從中可得出什么結(jié)論?分析該實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源，并提出減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法。除氣墊導(dǎo)軌和小球碰撞實(shí)驗(yàn)外，你還能想到其他實(shí)驗(yàn)方案嗎?能分析物理現(xiàn)象，提出并準(zhǔn)確表述在實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的物理問題;能在他人幫助下制訂實(shí)驗(yàn)方案，能說明實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理由，會使用常規(guī)實(shí)驗(yàn)器材獲取數(shù)據(jù);能分析數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動量守恒定律，分析實(shí)驗(yàn)誤差;能撰寫規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，在報(bào)告中能呈現(xiàn)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)表格、數(shù)據(jù)分析過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)論，能交流實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果并能進(jìn)行反思注意提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、數(shù)據(jù)分析能力和科學(xué)論證能力。--科學(xué)探究1.請撰寫“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。注意在報(bào)告中呈現(xiàn)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)表格、數(shù)據(jù)分析過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)論。2.在“驗(yàn)證動量守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖(a)所示。請完成下列題目:(1)本實(shí)驗(yàn)必須滿足的條件是A.斜槽軌道的斜面必須是光滑的B.斜槽軌道末端的切線是水乎的C.球a每次都要從同一高度由靜止釋放D.碰撞的瞬間，球a與球b的球心連線與軌道末端的切線平行2)本實(shí)驗(yàn)必須測量的物理量有A.斜槽軌道末端到水平地面的高度HB.球a、b的質(zhì)量ma、mbC.球a、b的半徑rD.球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間tE.記錄紙上點(diǎn)O到A、B、C各點(diǎn)的距離F.球a的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h(3)按照本實(shí)驗(yàn)方法，驗(yàn)證動量守恒定律的關(guān)系式是___________(4)為測定未放球b時(shí)球a落點(diǎn)的平均位置，把刻度尺的0刻度線跟記錄紙上的點(diǎn)0對齊，圖(b)給出了球a落點(diǎn)附近的情況。由圖可得0B距離應(yīng)為____________cm(5)若再測得OA=2.68cm，OC=11.50cm，已知a、b兩球的質(zhì)量比為2:1，則系統(tǒng)碰撞后總動量p'與碰撞前總動量p的百分誤差結(jié)果保留2位有效數(shù)字3.如圖所示，某同學(xué)把兩塊大小不同的木塊用細(xì)線連接，中間夾一被壓縮的輕彈簧。將這一系統(tǒng)置于光滑的水平桌面上，燒斷細(xì)線，觀察木塊的運(yùn)動情況，進(jìn)行必要的測量，驗(yàn)證木塊間相互作用時(shí)動量守恒。(1)該同學(xué)還必須準(zhǔn)備的器材是_____________(2)需要直接測量的數(shù)據(jù)是_____________(3)用所得數(shù)據(jù)驗(yàn)證動量守恒定律的關(guān)系式是__________________________4.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示在小車M的前端粘有橡皮泥，給小車一初速度使之做勻速運(yùn)動，之后與原來靜止的小車N相碰并粘成一體，二者繼續(xù)做勻速運(yùn)動。在小車M后連接著紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用電源的頻率為50Hz，長木板一端墊著小木片以乎衡摩擦力。(1)若已得到打點(diǎn)紙帶并測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距如圖(b)所示。A為運(yùn)動起點(diǎn)，則應(yīng)選擇_______段來計(jì)算小車M碰撞前的速度，應(yīng)選擇_______段來計(jì)算小車M和小車N碰撞后的共同速度。(均選填“AB”“BC”“CD”或“DE”)BCDE同學(xué)們，通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你有什么收獲呢？謝謝大家愛心.誠心.細(xì)心.耐心，讓家長放心.孩子安心。碰撞是自然界中常見的現(xiàn)象。物體碰撞后可能的運(yùn)動狀態(tài)多種多樣，這些不同類型的碰撞中除了系統(tǒng)動量守恒之外，能量變化又有什么特點(diǎn)?本節(jié)我們將學(xué)習(xí)不同類型的碰撞。1.不同類型的碰撞碰撞時(shí)，因相互作用時(shí)間很短，碰撞物體間的作用力遠(yuǎn)大于外力，系統(tǒng)的動量可認(rèn)為是守恒的。但從能量轉(zhuǎn)化角度看，機(jī)械能可能有損失。人們根據(jù)碰撞中機(jī)械能是否有損失，把碰撞分為彈性碰撞和非彈性碰撞。若碰撞過程中系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，即碰撞前后系統(tǒng)的總動能相等，這種碰撞稱為彈性碰撞，又稱完全彈性碰撞。通常，分子、原子以及更小的粒子間的碰撞可視為彈性碰撞。生活中，有些碰撞可視為彈性碰撞，如臺球發(fā)生碰撞時(shí)，動能的損失很小，可忽略不計(jì)，通常也將其視為彈性碰撞(圖1-29)。一般情況下，在碰撞過程中系統(tǒng)的機(jī)械能并不守恒，總有一部分機(jī)械能損失掉，轉(zhuǎn)化為其他形式的能。物理學(xué)中，把這種機(jī)械能有損失的碰撞稱為非彈性碰撞。非彈性碰撞中，如果碰撞后物體結(jié)合在一起，系統(tǒng)的動能損失最大，這種碰撞稱為完全非彈性碰撞。不同類型的碰撞按能量損失的情況分動量守恒，動能沒有損失動量守恒，動能有損失m1v1+m2v2=(m1+m2)v,動能損失最大1.判斷碰撞類型，并分析碰撞特點(diǎn)（P,EK）

A:兩車相撞，并一起運(yùn)動一段距離

B:子彈打木塊，并穿過木塊

C:兩金屬球之間的碰撞2.彈性碰撞在上節(jié)中，對兩小球的碰撞進(jìn)行了初步探究，下面通過對兩鋼球碰撞的研究，深入探討彈性碰撞的特點(diǎn)。兩個(gè)核心特點(diǎn)彈性碰撞的實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)1:質(zhì)量相等的兩個(gè)鋼球的碰撞把兩個(gè)質(zhì)量相等的鋼球并排掛在一起(圖1-30)，球B靜止，把球A拉到某一高度釋放，球A擺到最低點(diǎn)時(shí)與球B正碰。碰撞后球A和球B會怎樣運(yùn)動?實(shí)驗(yàn)中，記下球A釋放的位置和碰撞后球A和球B擺至最大高度時(shí)的位置，改變球A拉起的高度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。兩球質(zhì)量相等時(shí)，碰撞有什么特點(diǎn)?實(shí)驗(yàn)2:質(zhì)量不相等的兩個(gè)鋼球的碰撞(1)把球A換成質(zhì)量更大的鋼球，球B靜止，把球A拉至某一高度釋放并與球B正碰，觀察碰撞情況。改變球A拉起的高度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。被碰球質(zhì)量較小時(shí)，碰撞有什么特點(diǎn)?(2)球A靜止，把球B拉至某一高度釋放并與球A碰撞，觀察碰撞情況。改變球B拉起的高度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。被碰球質(zhì)量較大時(shí)，碰撞有什么特點(diǎn)?在實(shí)驗(yàn)1中，質(zhì)量相等的兩個(gè)鋼球相碰撞，碰撞后球A立即停下，而球B幾乎擺到球A原來的高度。在實(shí)驗(yàn)2中，當(dāng)被碰球質(zhì)量較小時(shí)，碰撞后4、B兩球都向前運(yùn)動:當(dāng)被碰球質(zhì)量較大時(shí)碰撞后球B會反彈而球A向前運(yùn)動。為什么會出現(xiàn)這種情況呢?設(shè)球A和球B的質(zhì)量分別為m?、m?，碰撞前球A的速度為v?，球B靜止(圖1-31)，碰撞后球A和球B的速度分別為v?'、v?'。兩球的碰撞可視為彈性碰撞，碰撞過程中動量守恒，碰撞前后動能相等。因此由以上結(jié)果可解釋探究實(shí)驗(yàn)中的結(jié)論:當(dāng)兩球質(zhì)量相等，即m?=m?時(shí),v?'=0，v?'=v?,碰撞后球A速度為0，而球B的速度與碰撞前球4的速度相等。當(dāng)質(zhì)量大的球碰質(zhì)量小的球，即m?>m?時(shí)，v?'>0，v?'>0，表示碰撞后兩球都向前運(yùn)動。當(dāng)質(zhì)量小的球碰質(zhì)量大的球，即m?<m?時(shí)，v?'<0，v?'>0，表示碰撞后質(zhì)量小的球被反彈回來。彈性碰撞規(guī)律在研究微觀粒子的碰撞中有著重要的應(yīng)用。英國物理學(xué)家查德威克(1891-1974)在發(fā)現(xiàn)中子的過程中，就是應(yīng)用了彈性碰撞模型，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出了中子的質(zhì)量。兩個(gè)運(yùn)動的小球發(fā)生彈性碰撞后的速度如圖1-32所示，在光滑水平地面上有質(zhì)量為m?、m?的兩球，分別以速度v?、v?(v?>v?)運(yùn)動。兩球發(fā)生對心彈性碰撞后速度分別為v?’、v?’。根據(jù)兩球在碰撞過程中動量守恒和碰撞前后動能相等，可得由以上兩式可解得請討論:(1)當(dāng)兩球質(zhì)量相等時(shí)，兩球碰后的速度變化情況;(2)當(dāng)兩球量差異較大且以-0時(shí)，兩球碰控后的速度變化情況。3.非彈性碰撞非彈性碰撞薦在機(jī)械能損失。如游樂場中碰碰車之間發(fā)生的碰撞、彗星與木星的碰撞等，都會有機(jī)械能的損失，為非彈性碰撞。若碰撞后物體都以共同速度運(yùn)動，碰撞中機(jī)械能損失最大，為完全非彈性碰撞。損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，ΔE＝Q.碰撞后合為一體或具有相同的速度設(shè)兩者碰后的共同速度為v共，則有m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v共如圖1-33所示，打樁機(jī)重錘的質(zhì)量為m?，從樁帽上方某高處由靜止開始沿豎直方向自由落下，打在質(zhì)量為m?的鋼筋混凝土樁子上(包括樁帽)。錘與樁發(fā)生碰撞的時(shí)間極短，碰撞后二者以相同速度一起向下運(yùn)動將樁打入地下。若碰撞前錘的速度為v0，求錘與樁所組成的系統(tǒng)碰撞后的動能及碰撞過程中損失的動能。解決此類問題時(shí)，需將實(shí)際情境中的碰撞抽象為相應(yīng)的碰撞模型再從動量、能量的角度，用相關(guān)公式求解。在碰撞問題中，由于相互作用時(shí)間極短，且外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力，可認(rèn)為系統(tǒng)的動量守恒，碰撞過程中物體所發(fā)生的位移也可忽略不計(jì)，即認(rèn)為碰撞在原地發(fā)生原地結(jié)束。能在熟悉的問題情境中根據(jù)實(shí)際情況選擇彈性碰撞或非彈性碰撞模型解決物理問題;會用系統(tǒng)和守恒的思想分析物理問題，能對綜合性物理問題進(jìn)行分析和推理，獲得結(jié)論并作出解釋;能用證據(jù)分析解釋彈性碰撞與非彈性碰撞等問題;能從運(yùn)動定律、動量守恒、能量守恒等不同角度思考物理問題。--科學(xué)思維如圖1-34所示，質(zhì)量均為m的物體B、C靜止在光滑水平面的同一直線上，一質(zhì)量為m。的子彈A以速度v射入物體B并嵌入其中。隨后它們與C發(fā)生彈性碰撞，求碰撞后B、C的速度。牛頓搖籃圖1-35所示的裝置常稱為“牛頓搖籃”，讓這些球碰撞，可出現(xiàn)有趣的現(xiàn)象若拉起最左端一球，由靜止釋放，則會把最右端一球撞出，其他球靜止不動;若拉起左端兩球同時(shí)釋放，則會把右端兩球撞出，其他球靜止不動。請?jiān)囍鸶嗟那蛲瑫r(shí)釋放，看看撞擊后會有怎樣的結(jié)果若沒有“牛頓搖籃”，你還可用質(zhì)量、體積都相同的多粒玻璃珠按照如圖1-36所示的方法試一試。當(dāng)將一粒玻璃珠彈向一排整齊緊挨的玻璃珠時(shí)，最外邊的那顆玻璃珠會被彈出你能解釋出現(xiàn)這些現(xiàn)象的原因嗎?碰撞的規(guī)律:1.遵循動量守恒定律:內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力.2.能量不會增加.只有彈性碰撞的動能守恒.3.物體位置不突變.但速度可以突變.(碰撞過程兩物體產(chǎn)生的位移可忽略)4.碰撞只發(fā)生一次.在沒有外力的情況下,不是分離就是共同運(yùn)動.1.質(zhì)量相等的兩小球以相同的速率相向運(yùn)動，發(fā)生正碰后都以原速率向相反方向運(yùn)動。這屬于什么碰撞?為什么?這種碰撞屬于彈性碰撞，彈性碰撞的三個(gè)條件:2.我國女子短道速滑隊(duì)多次在國際大賽上摘金奪銀，為祖國贏得榮譽(yù)。在某次3000m接力賽中,“接棒”的運(yùn)動員甲提前站在“交棒”的運(yùn)動員乙前面，并且開始向前滑行。待乙追上甲時(shí)，猛推甲一把，使甲獲得更大的速度向前沖出，如圖所示。在乙推甲的過程中，忽略運(yùn)動員與冰面間在水平方向上的相互作用，則A.甲對乙的沖量一定等于乙對甲的沖量B.甲、乙的動量變化一定大小相等、方向相反C.甲的動能增加量一定等于乙的動能減少量D.甲和乙組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒3.質(zhì)量為1kg的物體在光滑水平面上以6m/s的速度與質(zhì)量為2kg、速度為2m/s的物體B發(fā)生正碰。碰撞后4、B兩物體的速度可能值為

5.沙擺是一種用來測量子彈速度的簡單裝置。如圖所示.將質(zhì)量為M的沙箱用長為l的細(xì)繩懸掛起來，一顆質(zhì)量為m的子彈水平射入沙箱(未穿出)，使沙箱發(fā)生擺動。測得沙箱最大擺角為α，求子彈射擊沙箱時(shí)的速度。請陳述這樣測試的原理。6.如圖所示，光滑水平直軌道上兩滑塊A、B用橡皮筋連接，A的質(zhì)量為m。

(2)碰撞過程中A、B系統(tǒng)機(jī)械能的損失。以A、B系統(tǒng)為研究對象,對全過程取v0的方向?yàn)檎较?由動量守恒定律得mv0=(m+M)v根據(jù)能量守恒定律得

1.如圖所示，某同學(xué)要把壓在水杯下的紙抽出來。第一次他將紙迅速抽出，水杯幾乎不動;第:二次他將紙較慢地抽出，水杯卻被拉動了。請解釋此現(xiàn)象。物體動量的改變?nèi)Q于合力沖量的大小,在水平方向上,第一次水杯受到的是滑動摩擦力,一般來說大于第二次受到的靜擦力,但第一次作用時(shí)間極短,摩擦力的沖量很小,因此水杯沒有明顯的動量變化,幾乎不動。第二次摩擦力雖然較小,但它的作用時(shí)間長,摩擦力的沖量大,因此水杯會有明顯的動量變化,即被拉動。2.一位質(zhì)量為m的運(yùn)動員由下蹲狀態(tài)向上起跳，經(jīng)時(shí)間t，身體伸直并剛好離開地面，速度為。在此過程中，地面對他的支持力的沖量及所做的功分別為3.半徑相等的兩小球a和b，在光滑水平面上沿同一直線相向運(yùn)動并發(fā)生正碰。若球a的質(zhì)量大于球b的質(zhì)量，碰撞前兩球的動能相等，碰撞后兩球的運(yùn)動狀態(tài)可能是A.球a的速度為0,球b的速度不為0B.球b的速度為0,球a的速度不為0C.兩球的速度均不為0D.兩球的速度方向均與原方向相反，動能仍相等4.蹦床運(yùn)動有“空中芭蕾”之稱。某次蹦床比賽中，質(zhì)量為m的運(yùn)動員從最高點(diǎn)自由下落h后觸碰蹦床。此后，經(jīng)時(shí)間1運(yùn)動員達(dá)到最低點(diǎn)。若在此過程中蹦床給運(yùn)動員的作用力始終豎直向上，該時(shí)間段內(nèi)蹦床對運(yùn)動員的平均作用力大小為多少?以運(yùn)動員為研究對象,受力分析如圖所示。5.A、B兩物體沿同一直線相向運(yùn)動。物體A的速度大小是6m/s，物體B的速度大小是2m/s,碰撞后兩物體都沿各自原方向的反方向運(yùn)動，速度大小都是4m/s。求A、B兩物體的質(zhì)量之比。6.如圖所示，質(zhì)量為m的子彈，以水平初速度v0射入靜止在光滑水平面上質(zhì)量為M的長木塊內(nèi)，并嵌入其中。若木塊對子彈的平均阻力為f,求子彈射入木塊的深度。

7.如圖所示，靜置于水平地面的兩輛手推車沿一直線排列，質(zhì)量均為m，人在極短的時(shí)間內(nèi)給第輛車一水平?jīng)_量使其運(yùn)動，當(dāng)車運(yùn)動了距離l時(shí)與第二輛車相碰，兩車以共同速度又運(yùn)動了距離l時(shí)停止。車運(yùn)動時(shí)受到的摩擦阻力恒為車所受重力的飛倍，重力加速度為8，豐與豐之間僅在碰授時(shí)發(fā)生相互作用，碰授時(shí)間很短，忽略空氣阻力。求人給第-輛車水平?jīng)_量的大小。

*8.英國物理學(xué)家查德威克通過實(shí)驗(yàn)測出某種不帶電的“未知粒子”的質(zhì)量幾乎與質(zhì)子的質(zhì)量相等，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)這就是中子。其測量思路是:通過該粒子與其他已知原子核發(fā)生彈性碰撞，測量碰撞后原子核的速度，可間接測出該粒子的質(zhì)量。測量結(jié)果如下:用初速度一定的該粒子與靜止的氫原子核碰撞后，氫原子核的最大速度是3.3×107m/s;該粒子與靜止的氮原子核碰撞后，氮原子核的最大速度是4.7×106ms。已知氮原子核的質(zhì)量mN是氫原子核質(zhì)量mH

的14倍。試計(jì)算該“未知粒子”的質(zhì)量m(用mH表示)。

9.有研究者用下列方式驗(yàn)證動量守恒定律:如園(a)所示，在氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個(gè)滑塊，滑塊A和B相對的側(cè)面皆有彈簧片，滑塊A左側(cè)與連接打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，滑塊B上端固定有遮光片，光電計(jì)時(shí)器可記錄遮光片通過光電門的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)測得滑決A的質(zhì)量m=0.310kg，滑決B的質(zhì)量m:=0.108kg，遮光片的寬度d=1.00cm;打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率廠=50Hz:將光電門固定在滑決B的右側(cè)，啟動打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，給滑塊A一向右的初速度，使它與滑塊B相碰撞;碰后光電計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間Δt=3.500ms，碰撞前后打出的紙帶如圖(b)所示:10.雜技表演中，在一個(gè)平躺的人身上壓一塊大而重的石板，另一人以大錘猛力擊石，石裂而人未傷。請解釋原因。有人建議用很厚的棉被代替石板，從而使沖擊力減小而更加安全。你認(rèn)為這樣可行嗎?請說明理由

因?yàn)镸>m,所以v‘很小,即石板基本不動所以對人的傷害很小。若換用棉被代替石板,因?yàn)槊薇坏馁|(zhì)量較小,由上述的分析可知,棉被不可能不動,所以對人的沖擊力很大,這樣不可行。11.如圖所示，一對雜技演員(都視為質(zhì)點(diǎn))乘秋千(秋千繩處于水平位置)從點(diǎn)A由靜止出發(fā)繞點(diǎn)0下擺當(dāng)擺到最低點(diǎn)B時(shí)，女演員在極短時(shí)間內(nèi)將男演員沿水平方向推出，然后自己剛好能回到高處A。已知男演員質(zhì)量m和女演員質(zhì)量m,之比為2:1，秋千的質(zhì)量不計(jì)，

12.請根據(jù)第1章(動量及其守恒定律)的內(nèi)容，結(jié)合你的理解，畫出概念圖1.如圖所示，籃球運(yùn)動員接傳來的籃球時(shí)，通常要先伸出兩臂迎接，手接觸到球后，兩臂順勢縮回將球引至胸前，這樣做可以A減小籃球的動量的變化量C.減小籃球的動量的變化率B.減小籃球?qū)κ值淖饔昧Φ臎_量D減小籃球的動能的變化量2.將質(zhì)量為1.00kg的火箭模型點(diǎn)火升空，50g燃燒的燃?xì)庖源笮?00m/s的速度在很短時(shí)間內(nèi)從火箭噴口噴出。若忽略燃?xì)鈬姵鲞^程中的重力和空氣阻力作用，在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，火箭的動量大小為（）B.30kg·m/sB.5.7×102kg·msD.6.3×102kg·m/sC.6.0×102kg·m/s3.質(zhì)量相同的甲、乙兩人站在光滑的冰面上，甲的手中拿有一個(gè)球。甲將球拋給乙，乙接到后，又拋給甲，如此反復(fù)多次，最后球落在乙的手中。此時(shí)甲、乙兩人的速率關(guān)系是甲、乙兩人遠(yuǎn)率相等B.甲速率大C.乙速率大D.兩人仍保持靜止?fàn)顟B(tài)4.一興趣小組利用玩具小車進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如圖所示，在質(zhì)量為M的小車中用細(xì)線掛一質(zhì)量為m。的小球。小車和小球以恒定的速度u沿光滑水平地面運(yùn)動，與位于正對面的質(zhì)量為m的靜止物體發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，在此確撞過程中，可能發(fā)生的情況是A.小車、物體、小球的速度都發(fā)生變化，三者構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒，機(jī)械能守恒B.小車、物體、小球的速度都發(fā)生變化，三者構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒，機(jī)械能不守恒C.小球的速度不變，小車和物體構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒，機(jī)械能守恒D.小球的速度不變，小車和物體構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒，機(jī)械能不守恒5.如圖所示，光滑水乎地面上的P、Q兩物體質(zhì)量都為m，P以速度v向右運(yùn)動，Q靜止且左端有一輕彈簧。當(dāng)P撞上彈簧，彈簧被壓縮至最短時(shí)A.P、Q系統(tǒng)總動量仍然為mvB.P的動量變?yōu)?C.Q的動量達(dá)到最大值D.P、Q的速度相等二、非選擇題6.用如圖所示的“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可研究兩個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系，進(jìn)而驗(yàn)證動量守恒定律。(1)圖中點(diǎn)O是小球拋出點(diǎn)在水平地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓球m多次從斜軌上位置S由靜止釋放，找到其落點(diǎn)的平均位置尸，測量平拋射程OP。然后，把球m靜置于軌道末端的水平部分，再將球m從斜軌上位置S由靜止釋放，與球m碰撞如此重復(fù)多次。接下來要完成的必要步驟是A.用天平測量兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2B.測量小球m,開始釋放時(shí)的高度hC.測量拋出點(diǎn)距地面的高度HD.分別找到m1、m2碰撞后平均落點(diǎn)的位置M、NE.測量平拋射程OM、ON(2)若兩球碰撞前后的動量守恒，其表達(dá)式可表示為。______________________[用(1)中測量的量表示](3)經(jīng)測定，m1=45.0g,m2=7.5g，小球落點(diǎn)的平均位置距點(diǎn)O的距離OM=35.20cm、OP=44.80cm、ON=55.68cm。

7.如圖所示，某同學(xué)在練習(xí)用頭顛球。若足球被頭頂起，每次上升高度都約為30cm，足球的質(zhì)量為420g，球與頭的作用時(shí)間為0.1s。不計(jì)空氣阻力，取重力加速度g=10m/s2求足球?qū)υ撏瑢W(xué)頭部的平均作用力大小。

8.如圖所示，兩質(zhì)量分別為m和M的彈性小球A、B疊放在一起，從高度為h處自由下落h遠(yuǎn)大于兩小球半徑，落地瞬間球B先與地面碰撞，后與球A碰撞。所有碰撞都視為彈性碰撞且都發(fā)生在豎直方向上，碰撞時(shí)間均很短。求球A能上升的最大高度.

同學(xué)們，通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你有什么收獲呢？謝謝大家愛心.誠心.細(xì)心.耐心，讓家長放心.孩子安心。想一想進(jìn)入高中以來，我們主要學(xué)習(xí)了哪幾種形式的動?

請說出各運(yùn)動的名稱及每種運(yùn)動所對應(yīng)的受力情況。1.勻速直線運(yùn)動

2.勻變速直線運(yùn)動3.平拋運(yùn)動

4.勻速圓周運(yùn)動

機(jī)械振動是生活中常見的運(yùn)動形式微風(fēng)吹過，樹上的枝條來回?fù)u擺;輕輕推，有趣的秋干來回蕩起。這些物體的運(yùn)動有什么共同特點(diǎn)?應(yīng)如何研究這類運(yùn)動呢?本節(jié)我們將初步了解機(jī)械振動，學(xué)習(xí)最基礎(chǔ)的振動--簡諧運(yùn)動1.機(jī)械振動物理學(xué)中，將物體(或物體的某一部分)在某一位置附近的往復(fù)運(yùn)動稱為機(jī)械振動，簡稱振動，這個(gè)位置稱為平衡位置一切發(fā)聲的物體都在振動。有的振動比較簡單，如音叉的振動;有的振動比較復(fù)雜，如蜜蜂翅膀抖動和古箏琴弦振動等(圖2-2)。機(jī)械振動是一種常見的運(yùn)動。4、機(jī)械振動的主要特征是：“空間運(yùn)動”的往復(fù)性和“時(shí)間”上的周期性。5、產(chǎn)生振動有兩個(gè)必要條件：（1）每當(dāng)物體離開平衡位置就會受到回復(fù)力的作用。（2）阻力足夠小。振動是怎樣產(chǎn)生的呢?我們以古箏琴弦的振動為例進(jìn)行定性分析。如圖2-3所示，演奏前，琴弦所受合力為0，靜止于平衡位置。演奏時(shí)撥動琴弦，使其偏離平衡位置。由于形變，琴弦產(chǎn)生一個(gè)指向平衡位置的彈力F。如果琴弦在平衡位置的左方，則彈力的方向向右，指向平衡位置。如果琴弦在平衡位置的右方，則彈力的方向向左，也指向平衡位置?？傊?，只要琴弦偏離平衡位置，它總會受到指向平衡位置的彈力。這種總是指向平衡位置的力稱為回復(fù)力。正是回復(fù)力的作用，使琴弦來回振動?；貜?fù)力可由振動物體受到的某一個(gè)力來提供，也可由振動物體受到的幾個(gè)力的合力來提供。回復(fù)力是產(chǎn)生振動的條件，它使物體總是在平衡位置附近振動。平衡位置是指物體所受回復(fù)力為0的位置。2.簡諧運(yùn)動及其特征我們從彈簧振子的振動入手，進(jìn)一步探究振動的特征。彈簧振子是一種理想模型。OC

1、彈簧振子是理想模型①穿在光滑水平桿上——摩擦阻力忽略不計(jì)②輕質(zhì)彈簧——和小球質(zhì)量相比，彈簧質(zhì)量很小，可忽略不計(jì)。有孔小球——稱為振子OC如圖2-4所示，物體處于平衡位置O時(shí)，彈簧為原長，物體所受的彈力為0;將物體向右拉至B后由靜止釋放，由于彈簧被拉長，會對物體施加向左的指向平衡位置的彈力，使物體向平衡位置運(yùn)動.到達(dá)平衡位置時(shí)，物體所受彈力為0，但由于慣性，會繼續(xù)向左運(yùn)動并擠壓彈簧，彈簧對物體施加向右的指向平衡位置的彈力，阻礙其繼續(xù)向左運(yùn)動，直至速度減小為0，到達(dá)位置C處:此后，在彈力的作用下，物體改變運(yùn)動方向，返回位置B……物體就這樣在平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動，形成振動物體所受彈簧的彈力提供了回復(fù)力。取平衡位置0為x軸的原點(diǎn)，向右為x軸的正方向。根據(jù)胡克定律，物體所受回復(fù)力①效果：把物體拉回平衡位置②方向：始終指向平衡位置（要改變的）③來源：合力、一個(gè)力或某個(gè)力的分力回復(fù)力和向心力一樣是效果力，并且是變力像彈簧振子這樣，物體所受回復(fù)力的大小與位移大小成正比，方向總是與位移方向相反的運(yùn)動稱為簡諧運(yùn)動。設(shè)物體質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律，其加速度速度v大小與加速度a的變化恰好相反，在兩個(gè)“端點(diǎn)為零，在平衡位置最大，除兩個(gè)“端點(diǎn)”外任何一個(gè)位置的速度方向都有兩種可能。注意：動量的變化與速度的變化規(guī)律是一樣的彈簧振子的振動規(guī)律靠近平衡位置:位移、回復(fù)力、加速度、彈性勢能均減小，速度、動能均增大。遠(yuǎn)離平衡位置:位移、回復(fù)力、加速度、彈性勢能均增大，速度、動能均減小。能量轉(zhuǎn)化規(guī)律:動能與彈性勢能相互轉(zhuǎn)化，但總量保持不變。由此可見，簡諧運(yùn)動的加速度具有大小與位移大小成正比、方向與位移方向相反的特征.從能量角度看，由于彈簧振子在振動過程中只有彈簧的彈力做功，系統(tǒng)的動能和彈性勢能相互轉(zhuǎn)換，機(jī)械能守恒。一小球做簡諧運(yùn)動，相繼經(jīng)過圖2-5所示的位置。試根據(jù)圖示，判斷小球在此振動過程中的位移、回復(fù)力、加速度、速度、動能和彈簧的彈性勢能分別是如何變化的，填入表2-1中。將你的結(jié)論與其他同學(xué)的結(jié)論進(jìn)行比較，找出以上各物理量分別在小球運(yùn)動至何處時(shí)最大，何處時(shí)最小。豎直方向的彈簧振子如圖2-6所示，在彈下端掛一重物，上端固定在支架上，這就構(gòu)成了豎直方向的彈簧振子。重物在豎直方向受到彈力和重力作用，這兩個(gè)力的合力充當(dāng)彈振子的回復(fù)力。當(dāng)重物處于點(diǎn)0時(shí)，重力和彈力相互平衡，因此點(diǎn)0是彈振子的平衡位置。將重物向下拉一段距離，然后松手，重物便沿豎直方向振動起來。假設(shè)重物所受的重力為G，彈簧的勁度系數(shù)為k，重物處于平衡位置時(shí)彈簧的伸長量為x1，則G=kx1設(shè)重物向下偏離平衡位置的位移為x時(shí)，彈的伸長量為x2，則x

=x2－x1取堅(jiān)直向下為正方向，則此時(shí)彈簧振子的回復(fù)力F=G-kx2=kx1-kx2=-kx所以，豎直方向的彈簧振子的運(yùn)動是簡諧運(yùn)動。1.滑板運(yùn)動非常有趣。如圖所示，某同學(xué)踩著滑板在弧形滑道的內(nèi)壁來回滑行?；宓倪@種運(yùn)動可視為振動嗎?若可以，它的平衡位置在哪里?物理學(xué)中將物體(或物體的某一部分)在某一位置附近的往復(fù)運(yùn)動稱為機(jī)械振動,簡稱振動?；宓倪@種運(yùn)動可視為振動。平衡位置是指物體在振動過程中所受回復(fù)力為零的位置,所以滑板振動的平衡位置在弧形滑道的最低點(diǎn)。2.有同學(xué)認(rèn)為，如圖所示的彈簧振子在振動過程中，小球所受到的力除了重力、支持力和彈簧的彈力外，還受到回復(fù)力。這種看法正確嗎?請說明理由。彈簽振子振動的過程中,小球只受到重力、支持力和彈簧的彈力這三個(gè)力的作用。其中,重力與支持力的合力為零。只有彈的彈力提供回復(fù)力?；貜?fù)力是按力的作用效果命名的,回復(fù)力可以由某一個(gè)力來提供,也可以由某一個(gè)力的分力來提供,還可以由某幾個(gè)力的合力來提供。題目中的看法不正確。3.關(guān)于簡諧運(yùn)動，下列說法正確的是A.物體所受的回復(fù)力始終指向平衡位置，方向不變B.如果物體的速度越來越大，加速度一定越來越小C.在恒力作用下，物體不可能做簡諧運(yùn)動D.物體的加速度方向和速度方向有時(shí)相同，有時(shí)相反4.做簡諧運(yùn)動的彈簧振子，當(dāng)它每次經(jīng)過同一位置時(shí)，下列物理量相同的是A.速度B.加遠(yuǎn)度C.動能D.動量5.做簡諧運(yùn)動的物體，其加速度a隨位移x變化的規(guī)律應(yīng)是6.某魚漂的示意圖如圖所示，0、M、N為魚漂上的三個(gè)點(diǎn)。當(dāng)魚漂靜止時(shí)，水面恰好過點(diǎn)0。用手將魚漂向下壓，使點(diǎn)M到達(dá)水面松手后，魚漂會上下運(yùn)動，上升到最高處時(shí)，點(diǎn)N到達(dá)水面。不考慮阻力的影響，同學(xué)們，通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你有什么收獲呢？謝謝大家愛心.誠心.細(xì)心.耐心，讓家長放心.孩子安心。說話或唱歌時(shí)，用手摸著喉部，能感覺到聲帶的振動(圖2-7)。聲音大小發(fā)生變化，聲帶的振動也有變化。一般情況下，女生的音調(diào)比男生高。這些現(xiàn)象表明振動具有不同的特征如何科學(xué)地描述振動呢?本節(jié)我們將學(xué)習(xí)描述振動特征的物理量并用圖像和公式描述簡諧運(yùn)動1.振動特征的描述既然振動是來回往復(fù)的運(yùn)動，物體離開平衡位置的位移存在最大值。物理學(xué)中，把振動物體離開平衡位置的最大距離稱為振幅。用A表示。是標(biāo)量振幅是表示振動強(qiáng)弱的物理量。如圖2-8所示，物體以點(diǎn)O為平衡位置在B、C間做簡諧運(yùn)動，振子的振幅就等于線段OB或OC的長度。振幅的兩倍（2A）表示振動物體運(yùn)動范圍單位:米(m)簡諧運(yùn)動OA=OB振幅和偏離平衡位置位移的區(qū)別：①振幅是標(biāo)量，位移是矢量②給定的一個(gè)振動，振幅是確定的，而位移不斷變化③振幅等于最大位移的大小聲音大小由發(fā)聲體振動的振幅決定，振幅越大，發(fā)出的聲音就越大。當(dāng)聲音增大時(shí)，用手摸著喉部，就能感覺到聲帶振動增強(qiáng)。生產(chǎn)生活中，我們也常常利用增大振幅的方法來增大音量。例如，揚(yáng)聲器紙盆振動的振幅越大，音量越大(圖2-9)振動的另一特點(diǎn)是周期性。所謂周期性，就是振動物體經(jīng)過一段時(shí)間之后又重新回到原來狀態(tài)，而且這種情況有規(guī)律地出現(xiàn)?！枋稣駝涌炻奈锢砹繄D2-8中，做簡諧運(yùn)動的物體由點(diǎn)B經(jīng)過點(diǎn)O到達(dá)點(diǎn)C，再由點(diǎn)C經(jīng)過點(diǎn)O返回點(diǎn)B，重新回到原來狀態(tài)，我們就說物體完成了一次全振動。振動物體從某一初始狀態(tài)開始，再次回到初始狀態(tài)（即位移、速度均與初態(tài)完全相同）所經(jīng)歷的過程。物體完成一次全振動所經(jīng)歷的時(shí)間稱為周期。周期是表示振動快慢的物理量。問題1：O—D—B—D—O是一個(gè)周期嗎？問題2：若從振子經(jīng)過C向右起，經(jīng)過怎樣的運(yùn)動才叫完成一次全振動？物體振動周期越短頻率越高表明物體振動越快物體振動周期越長頻率越低表明物體振動越慢振幅反映振動的強(qiáng)弱周期、頻率則反映振動的快慢物體振動的周期、頻率與振幅有關(guān)嗎大量研究表明，若物體僅在回復(fù)力作用下振動時(shí)，振動的周期、頻率與振幅的大小無關(guān)，只由振動系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定。其振動的周期(或頻率)，稱為固有周期(或固有頻率)。固有周期和固有頻率是振動系統(tǒng)本身的屬性，與物體是否振動無關(guān)，如一面鑼、一根繃緊的弦、一座橋梁、一幢樓宇都具有各自的固有周期和固有頻率。發(fā)聲體的固有頻率不同，發(fā)出聲音的音調(diào)也不同。例如，一般情況下，女生聲帶振動的固有頻率比男生大，因此女生的音調(diào)比男生高。鋼琴能發(fā)出高低不同的聲音，是每根琴弦的固有頻率不同，彈奏時(shí)鍵槌擊打不同的弦的緣故(圖2-10)。2.簡諧運(yùn)動的位移圖像用振幅A、周期T和頻率f來描述簡諧運(yùn)動，只能從整體上把握振動的強(qiáng)弱和快慢程度。然而，做簡諧運(yùn)動物體的運(yùn)動情況每時(shí)每刻都在變化，我們可用位移-時(shí)間圖像形象直觀地描述位移隨時(shí)間變化的情況。以彈簧振子的簡諧運(yùn)動為例。表2-2是一個(gè)周期內(nèi)某彈振子的位移隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)。間接得到的物理量：頻率?：?=1/T任一時(shí)刻加速度的方向:總指向平衡位置。任一時(shí)刻速度的方向：看斜率（看發(fā)展）某段時(shí)間內(nèi)X.F.a.v等變化情況。0-2X/cmt/s20.10.20.30.40.50.60.70.8建立平面直角坐標(biāo)系，橫坐標(biāo)表示時(shí)間t，縱坐標(biāo)表示彈簧振子相對于平衡位置的位移x。根據(jù)數(shù)據(jù)所得的圖像(圖2-11)為彈簧振子做簡諧運(yùn)動的位移一時(shí)間圖像，也稱為振動圖像。振動圖像還可通過實(shí)驗(yàn)的方法直接描繪出來。簡諧運(yùn)動的圖像是一條正弦（或余弦）曲線，說明簡諧運(yùn)動的位移隨時(shí)間按正弦（或余弦）曲線規(guī)律變化。如何用公式來定量地表示這種變化呢？描繪簡諧運(yùn)動的振動圖像如圖2-12所示，彈簧和小球分別套在光滑橫桿上，彈簧左端與小球相連，右端固定在支架上形成一個(gè)彈簧振子。在球底部固定一毛筆頭，筆頭下放一紙板。使小球偏離平衡位置并釋放，其振動可視為簡諧運(yùn)動。沿圖示方向勻速拉動紙板，筆頭會在紙板上畫出一圖像。請分析該圖像。毛筆所畫圖像可視為小球在振動過程中的位移時(shí)間圖像實(shí)驗(yàn)和理論都表明，簡諧運(yùn)動的振動圖像是一條正弦(或余弦)曲線，它能直觀地表示做簡諧運(yùn)動物體的位移隨時(shí)間按正弦(或余弦)規(guī)律變化的情況。在振動圖像上還可表示出振幅A和周期T。曲線在縱軸方向上的最大值等于振幅A，相鄰兩個(gè)相同狀態(tài)間隔的時(shí)間等于周期T(圖2-13)3.簡諧運(yùn)動的位移公式如果以平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，用x代表振動物體偏離平衡位置的位移，以物體沿x軸正方向運(yùn)動至平衡位置的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，由簡諧運(yùn)動的圖像可知物體的位移x與時(shí)間之間的關(guān)系可表達(dá)為上式稱為簡諧運(yùn)動的位移公式。1、公式中的A代表什么?2、ω叫做什么?它和T、f之間有什么關(guān)系?3、公式中的相位用什么來表示?4、什么叫簡諧振動的初相?振幅圓頻率相位初相位為了更好地理解簡諧運(yùn)動的位移公式，我們來觀察下面的實(shí)驗(yàn)。圖2-14是演示勾速圓周運(yùn)動與簡諧運(yùn)動關(guān)系的實(shí)驗(yàn)示意圖。固定在豎直圓盤上的小球P隨著圓盤以角速度ω做勻速圓周運(yùn)動，一束平行光自上而下照射小球，在圓盤下方的屏上可觀察到小球投影的運(yùn)動。小球投影以圓盤圓心在屏上的投影為平衡位置，以小球做圓周運(yùn)動的半徑為振幅(用A表示)，來回振動，若以圓盤圓心O的投影為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立如圖2-15所示的坐標(biāo)系，以小球P在圓盤最上端的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)零點(diǎn)則小球尸在x軸上的投影偏離點(diǎn)0的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系為x=Asinωt。將此公式與簡諧運(yùn)動的位移公式對比，不難發(fā)現(xiàn)小球在屏上投影的運(yùn)動為簡諧運(yùn)動。角速度常被稱為簡諧運(yùn)動的圓頻率，它與簡諧運(yùn)動周期之間的關(guān)系為實(shí)際上經(jīng)常用到的是兩個(gè)相同頻率的簡諧運(yùn)動的相位差，簡稱相差

(2)速度可通過位移圖像求解根據(jù)位移關(guān)系式畫出x-t圖像，將該圖像與彈簧振子報(bào)動過程對比，可得如圖2-16所示的對應(yīng)圖像。第1s末彈簧振子向正方向運(yùn)動，遠(yuǎn)離平衡位置，而第3s末彈簧振子向負(fù)方向運(yùn)動，靠近平衡位置，兩個(gè)時(shí)刻的速度方向相反，B錯(cuò)誤。第3s末至第5s末的速度方向一直為負(fù)，D正確。從圖像還可看出，第3s末至第4s末的位移方向?yàn)檎?，?s末至第5s末的位移方向?yàn)樨?fù)，C錯(cuò)誤所以，答案為AD討論

做簡諧運(yùn)動物體的位移隨時(shí)間變化情況，可通過將時(shí)間代入位移公式計(jì)算進(jìn)行判斷:還可通過x-t圖像進(jìn)行判斷。速度隨時(shí)間變化情況，可根據(jù)x-t圖像判斷出物體運(yùn)動的方向，再結(jié)合振動過程速度的變化特征進(jìn)行判斷;還可由x-t圖像的切線斜率進(jìn)行判斷。請列舉并說明你運(yùn)用上述判斷方法的案例。由公式和圖像都可確定簡諧運(yùn)動的物體在t時(shí)刻對應(yīng)的位移x，反之也可確定位移為x時(shí)所對應(yīng)的時(shí)刻t。簡諧運(yùn)動的x-t圖像與其他運(yùn)動的x-t圖像的分析方法相同。將該圖像結(jié)合振動過程，還可定性判斷物體運(yùn)動的速度、加速度、回復(fù)力等物理量的變化情況。簡諧運(yùn)動的x-t圖像還包含了加速度和回復(fù)力等信息。請分析上述例題第3s末與第5s末彈簧振子的加速度、受到的回復(fù)力、動能和系統(tǒng)的彈性勢能是否相同。簡諧運(yùn)動的相位將兩個(gè)相同的彈簧振子拉離平衡位置，然后同時(shí)釋放。兩個(gè)振子總是同時(shí)到達(dá)平衡位量和位移最大處，即總是步調(diào)一致(同步)。將一個(gè)振子拉伸，另一個(gè)振子推壓，然后同時(shí)釋放，兩個(gè)彈簧振子運(yùn)動的步調(diào)正好相反(圖2-17)因此，要詳細(xì)地描述簡諧運(yùn)動，除了振幅和周期外，還需要引入“相位”的概念。一般情況下，位移與時(shí)間的關(guān)系式可寫成式中，wt+φ0是簡諧運(yùn)動的相位，φ0是簡諧運(yùn)動的初相位。我們常通過計(jì)算兩個(gè)簡諧運(yùn)動的相位差來比較兩個(gè)振動的先后順序。當(dāng)兩個(gè)振動的相位差是2π的整數(shù)倍時(shí)，兩個(gè)振動的步調(diào)一致:當(dāng)兩個(gè)振動的相位差為π的奇數(shù)倍時(shí)兩個(gè)振動的步調(diào)正好相反。1.如圖所示，將三根粗細(xì)不同的橡皮筋繞到杯子上，做成一個(gè)“弦樂器”。橡皮筋不要相互接觸。分別撥動每根橡皮筋，找出哪根發(fā)出的聲音音調(diào)最低，哪根發(fā)出的聲音音調(diào)最高。橡皮筋振動的頻率可能與哪些因素有關(guān)?與振幅有關(guān)嗎?最粗的橡皮筋發(fā)出的聲音音調(diào)最低,最細(xì)的橡皮筋發(fā)出的聲音音調(diào)最高。橡皮筋振動的頻率可能與橡皮筋粗細(xì)有關(guān)。橡皮筋振動的頻率與振幅無關(guān)。2.一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的x-t圖像如圖所示。下列說法正確的是A.該圖像是從乎衡位置開始計(jì)時(shí)畫出的B.t1時(shí)刻振子正通過平衡位置向正方向運(yùn)動C.t2時(shí)刻振子的位移最大D.t3時(shí)刻振子正通過平衡位置向正方向運(yùn)動3.心電圖儀通過一系列的傳感手段，可將與人心跳對應(yīng)的生物電流情況記錄在勻速運(yùn)動的坐標(biāo)紙上。醫(yī)生通過心電圖，測量相鄰兩波峰間隔的時(shí)間，便可計(jì)算出1min內(nèi)人心臟跳動的次數(shù)(即心率)。同一臺心電圖儀正常工作時(shí)測得被檢者甲、乙的心電圖分別如圖(a)(b)所示。若醫(yī)生測量時(shí)記下被檢者甲每分鐘心跳60次，則可推知乙每分鐘心跳的次數(shù)和這臺心電圖儀輸出坐標(biāo)紙的走紙速度大小分別為A.48次，25mm/sB.48次，36mm/sC.75次，45mm/sD.75次，25mm/s4.關(guān)于固有頻率，下列說法正確的是A.振幅越大，固有頻率越小B.