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動(dòng)量人教版（2019）物理（選擇性必修

第一冊(cè)）第一章

動(dòng)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(guò)程，體會(huì)探究過(guò)程中猜想、推理和證據(jù)的重要性3.知道動(dòng)量概念及其單位，會(huì)計(jì)算動(dòng)量的變化量4.認(rèn)識(shí)動(dòng)量是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，深化運(yùn)動(dòng)與相互作用的觀念

用兩根長(zhǎng)度相同的線(xiàn)繩，分別懸掛兩個(gè)完全相同的鋼球A、B，且兩球并排放置。拉起A球，然后放開(kāi)，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(dòng)而靜止，B球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，最終擺到和A球被拉起時(shí)同樣的高度。為什么會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象呢？

碰撞是日常生活、生產(chǎn)活動(dòng)中常見(jiàn)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(chē)碰撞測(cè)試錘子和釘子的碰撞從實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)度相同的線(xiàn)繩，分別懸掛兩個(gè)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(kāi)，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(shí)驗(yàn)：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(shū)所說(shuō)的“碰撞前”是指即將發(fā)生碰撞的那一時(shí)刻，“碰撞后”是指碰撞剛結(jié)束的那一時(shí)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(duì)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(gè)物體碰撞前后動(dòng)能之和不變，所以質(zhì)量小的球速度大兩個(gè)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(duì)于所有的碰撞，碰撞前后到底什么量會(huì)是不變的呢?思考實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量

兩輛小車(chē)都放在滑軌上，用一輛運(yùn)動(dòng)的小車(chē)碰撞一輛靜止的小車(chē)，碰撞后兩輛小車(chē)粘在一起運(yùn)動(dòng)。小車(chē)的速度用滑軌上的光電計(jì)時(shí)器測(cè)量。

制作表格，記錄數(shù)據(jù)。其中，m1是運(yùn)動(dòng)小車(chē)的質(zhì)量，m2是靜止小車(chē)的質(zhì)量；v是運(yùn)動(dòng)小車(chē)碰撞前的速度，v′是碰撞后兩輛小車(chē)的共同速度。項(xiàng)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(shí)驗(yàn)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(qǐng)你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，計(jì)算兩輛小車(chē)碰撞前后的動(dòng)能比較此實(shí)驗(yàn)中兩輛小車(chē)碰撞前后動(dòng)能之和是否不變。再計(jì)算兩輛小車(chē)碰撞前后質(zhì)量與速度的乘積，比較兩輛小車(chē)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(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可以看出，此實(shí)驗(yàn)中兩輛小車(chē)碰撞前后動(dòng)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(dòng)量動(dòng)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(dòng)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(shí)性：是狀態(tài)量，與某一時(shí)刻相對(duì)應(yīng)(1)矢量性：方向由速度方向決定，與該時(shí)刻的速度方向相同(3)相對(duì)性：物體的動(dòng)量與參考系的選擇有關(guān)，中學(xué)階段常以地球?yàn)閰⒖枷祫?dòng)量的變化量同一直線(xiàn)上動(dòng)量變化的運(yùn)算：

（3）動(dòng)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(dòng)量（p2）與初動(dòng)量（p1）的矢量差叫作物體動(dòng)量的變化（Δp）；（2）

表達(dá)式：

Δp=mΔ?=p2-p1

若初、末動(dòng)量不在同一直線(xiàn)上，如圖為某物體初動(dòng)量p、末動(dòng)量p′，請(qǐng)用作圖法表示出動(dòng)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(dòng)的動(dòng)量變化情況：①物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)②物體做自由落體運(yùn)動(dòng)③物體做平拋運(yùn)動(dòng)④物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)量大小、方向均不變動(dòng)量方向不變，大小隨時(shí)間推移而增大動(dòng)量方向時(shí)刻改變，大小隨時(shí)間推移而增大動(dòng)量方向時(shí)刻改變，大小不變Gv0GvOvvvO動(dòng)量與動(dòng)能

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

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

2)p

與Ek

都是狀態(tài)量，對(duì)應(yīng)某一位置或某一時(shí)刻。3)p

與Ek數(shù)值關(guān)系。例題

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

分析動(dòng)量是矢量，雖然碰撞前后鋼球速度的大小沒(méi)有變化，但速度的方向變化了，所以動(dòng)量的方向也發(fā)生了變化。為了求得鋼球動(dòng)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(dòng)量，然后用碰撞后的動(dòng)量減去碰撞前的動(dòng)量求得動(dòng)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(dòng)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(dòng)量為p′＝mv′＝－0.1×6kg·m/s＝－0.6kg·m/s碰撞前后鋼球動(dòng)量的變化量為Δp＝p′－p＝(－0.6－0.6)kg·m/s＝－1.2kg·m/s動(dòng)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(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(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(yàn)有什么不同?這是為什么呢?做一做1.解答以下三個(gè)問(wèn)題，總結(jié)動(dòng)量與動(dòng)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(dòng)量和動(dòng)能各增大為原來(lái)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(dòng)量和動(dòng)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(dòng)量的矢量和是多少?它們的動(dòng)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(dòng)量和動(dòng)能各增大為原來(lái)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(dòng)量和動(dòng)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(dòng)量的矢量和是多少?它們的動(dòng)能之和是多少?

由以上三個(gè)問(wèn)題可知，物體的動(dòng)量是物體質(zhì)量和速度的乘積，動(dòng)量是矢量，方向與速度方向相同；物體的動(dòng)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(gè)質(zhì)量為2kg的物體在合力F

的作用下從靜止開(kāi)始沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。F隨時(shí)間t

變化的圖像如圖1.1-5所示。(1)t＝2s時(shí)物體的動(dòng)量大小是多少?

(2)t＝3s時(shí)物體的動(dòng)量大小是多少?

①

動(dòng)量

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

②性質(zhì)：a.瞬時(shí)性；b.相對(duì)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(dòng)量，下列說(shuō)法中正確的是（）A.運(yùn)動(dòng)物體在任一時(shí)刻的動(dòng)量方向一定是該時(shí)刻的速度方向B.物體的動(dòng)能若不變，則動(dòng)量一定不變C.動(dòng)量變化的方向一定和末動(dòng)量的方向相同D.動(dòng)量越大的物體，其慣性也越大A答案：A解析：A對(duì)：動(dòng)量和速度都是矢量，由物體的動(dòng)量p=mv可知，運(yùn)動(dòng)物體在任一時(shí)刻的動(dòng)量的方向一定是該時(shí)刻的速度方向。B錯(cuò)：物體的動(dòng)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(dòng)量可以改變。C錯(cuò)：動(dòng)量變化量的方向與末動(dòng)量的方向可能相同，也可能不同。D錯(cuò)：質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，而物體的動(dòng)量p=mv取決于質(zhì)量與速度大小的乘積，因此動(dòng)量大的物體慣性不一定大。下列說(shuō)法中正確的是（

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