第1章動(dòng)量守恒定律

第1節(jié)動(dòng)量

本節(jié)內(nèi)容起到承上啟下的作用，為動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律的學(xué)習(xí)做到概念上的準(zhǔn)備，同時(shí)是解決

運(yùn)動(dòng)合理的問(wèn)題的又一紐帶，學(xué)習(xí)本節(jié)課對(duì)今后的學(xué)習(xí)起到關(guān)鍵指導(dǎo)作用。

【物理觀念】理解動(dòng)量的概念及其矢量性，理解動(dòng)量的變化，并要求學(xué)會(huì)動(dòng)量變化量的求解。

【科學(xué)思維】能從引導(dǎo)探索的形式理解動(dòng)量的概念和意義，培養(yǎng)學(xué)生思考分析能力。

【科學(xué)探究】通過(guò)對(duì)尋找碰撞前后守恒量的探究過(guò)程，嘗試用科學(xué)探究的方法研究物理問(wèn)題，認(rèn)識(shí)

物理模型工具在物理學(xué)中的應(yīng)用。

【科學(xué)態(tài)度與責(zé)任】有將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)，勇于探索日常生活有關(guān)的物理問(wèn)

題。

【教學(xué)重點(diǎn)】理解動(dòng)量的概念，能會(huì)求解動(dòng)量的變化量并解決相關(guān)問(wèn)題。

【教學(xué)難點(diǎn)】動(dòng)量變化量的計(jì)算及相關(guān)問(wèn)題的解決。

【導(dǎo)入新課】

體驗(yàn)活動(dòng)：讓一位同學(xué)打一個(gè)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(qǐng)你接

住。把氣放掉后，氣球變得很小，再把氣球以相同的速度投向你。

思考：兩種情況下，你的體驗(yàn)有什么不同？這是為什么呢？

（通過(guò)體驗(yàn)，讓學(xué)生親身感受到碰撞過(guò)程中動(dòng)量的變化帶來(lái)的體會(huì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引出本

節(jié)的內(nèi)容）

【新課講授】

思考：以上實(shí)例中，物體都發(fā)生了什么相互作用？（引出碰撞的概念）

觀察一：如圖所示，A、B是兩個(gè)懸掛起來(lái)的鋼球，質(zhì)量相等。使B球靜止，拉起A球，放開A后

與B碰撞，觀察碰撞前后兩球運(yùn)動(dòng)的變化。

思考：碰撞前后兩球的速度之和一直都保持不變？

換成質(zhì)量相差較多的兩個(gè)小球，重做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。

觀察實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論：A、B兩球碰撞后，速度發(fā)生了變化。當(dāng)A、B兩球的質(zhì)量關(guān)系發(fā)生變化時(shí)，

速度變化的情況也不同。

碰撞是日常生活、生產(chǎn)活動(dòng)中常見的一種現(xiàn)象，兩個(gè)物體發(fā)生碰撞后，速度都發(fā)生變化。兩個(gè)

物體的質(zhì)量比例不同時(shí)，它們的速度變化也不一樣。

物理學(xué)中研究運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的守恒量具有特別重要的意義，碰撞過(guò)程中的什么物理量保持不變(守

恒)？（引出實(shí)驗(yàn)探究碰撞過(guò)程中的守恒量）

一、實(shí)驗(yàn)研究背景

一維碰撞：

我們只研究最簡(jiǎn)單的情況——兩個(gè)物體碰撞前沿同一直線運(yùn)動(dòng)，碰撞后仍沿同一直線運(yùn)動(dòng)。即

共線。這種碰撞叫做一維碰撞。

二、實(shí)驗(yàn)猜想

A

ABB

1、將小球拉起的高度越高，碰撞前入射球的速度就越大，碰撞效果越明顯。

ABAB

2、入射球的質(zhì)量越大，碰撞效果越明顯。

（通過(guò)這兩個(gè)實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想）

猜想：碰撞效果與速度和質(zhì)量有關(guān)

問(wèn)題：碰撞中的規(guī)律直接體現(xiàn)在碰撞的效果上。既然質(zhì)量和速度都能影響碰撞的效果，那么，碰撞

中的不變量，必然既和質(zhì)量有關(guān)，也和速度有關(guān)。猜一猜，碰撞前后系統(tǒng)的不變量可能是什么？

回答：其實(shí)就是質(zhì)量和速度怎么組合的問(wèn)題。

猜想１：m1v1m2v2m1v'1m2v'2

猜想２：

猜想３：

三、實(shí)驗(yàn)方案

思考：若想驗(yàn)證我們的猜想哪一個(gè)正確，需要測(cè)量哪些物理量？

①用天平測(cè)量物體的質(zhì)量

②測(cè)量?jī)蓚€(gè)物體在碰撞前后的速度

思考：可以用哪些方法測(cè)量物體的速度？

速度的測(cè)量：可以充分利用所學(xué)的運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)，如利用光電門、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶等來(lái)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>

的和控制實(shí)驗(yàn)條件。

前提：需保證兩個(gè)物體碰撞前沿同一直線運(yùn)動(dòng)，碰撞后仍沿這條直線運(yùn)動(dòng)。

方案一：利用光電門測(cè)速

速度的測(cè)量：，式中Δx為滑塊上擋光片的寬度，Δt為數(shù)字計(jì)時(shí)器顯示的滑塊上擋光片經(jīng)

??

過(guò)光電門的時(shí)間?。=??

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：兩輛小車都放到滑軌上，用一輛運(yùn)動(dòng)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(dòng)。小車的速度永滑軌上的數(shù)字計(jì)時(shí)器測(cè)量。

方案二：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速

速度的測(cè)量：，勻變速運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于全程的平均速度

?

?=4?

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在光滑桌面的一端，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車的后面。讓小

車A運(yùn)動(dòng)，小車B靜止。在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥，碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥中，

把兩個(gè)小車連接成一體（如下圖所示）。通過(guò)紙帶測(cè)出它們碰撞前后的速度。

四、數(shù)據(jù)處理

碰撞前碰撞后

質(zhì)量m1=m2=m1=m2=

速度v1=v2=v1?=v2?=

mvm1v1+m2v2=m1v1?+m2v2?=

22222

mvm1v1+m2v2=m1v1?+m2v2?=

v/m

五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

經(jīng)過(guò)驗(yàn)證后可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞前后不變的量是物體的質(zhì)量與速度的乘積，即

m1?1＋m2?2＝m1?1′＋m2?2′

觀察結(jié)論，引出動(dòng)量概念。

六、動(dòng)量

１、定義：物體的質(zhì)量和速度的乘積，叫做物體的動(dòng)量，用符號(hào)P表示。公式表示為p=mv

2、單位：在國(guó)際單位制中，動(dòng)量的單位是千克·米/秒，符號(hào)是kg·m/s；

3、動(dòng)量是矢量：方向由速度方向決定，動(dòng)量的方向與該時(shí)刻速度的方向相同；

4、動(dòng)量是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，是狀態(tài)量；

5、動(dòng)量是相對(duì)的，與參考系的選擇有關(guān)。

注意：物體的動(dòng)量，總是指物體在某一時(shí)刻的動(dòng)量，即具有瞬時(shí)性，故在計(jì)算時(shí)相應(yīng)的速度應(yīng)取這

一時(shí)刻的瞬時(shí)速度。

七、動(dòng)量的變化p

1、某段運(yùn)動(dòng)過(guò)程（或時(shí)間間隔）末狀態(tài)的動(dòng)量p′跟初狀態(tài)的動(dòng)量p的矢量差，稱為動(dòng)量的變化（或

動(dòng)量的增量），即p=p'-p

2、動(dòng)量變化的三種情況：大小變化、方向改變或大小和方向都改變。

3、同一直線上動(dòng)量變化的運(yùn)算：同一條直線上的，可以直接相加減；不在同一直線上的動(dòng)量變化的

運(yùn)算，遵循平行四邊形定則。

【例題】一個(gè)質(zhì)量是0.1kg的鋼球，以6m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，碰到一個(gè)堅(jiān)硬物后被彈回,沿著同

一直線以6m/s的速度水平向左運(yùn)動(dòng)（如圖），碰撞前后鋼球的動(dòng)量各是多少？碰撞前后鋼球的動(dòng)量

變化了多少？

（通過(guò)例題，加深學(xué)生對(duì)動(dòng)量的理解和解決實(shí)際問(wèn)題的訓(xùn)練）

八、課堂小結(jié)

１、動(dòng)量定義：物體的質(zhì)量和速度的乘積，叫做物體的動(dòng)量，用符號(hào)P表示。公式表示為p=mv

2、動(dòng)量單位：在國(guó)際單位制中，動(dòng)量的單位是千克·米