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(共23張PPT)
新人教版 選擇性必修一
第一章 動量守恒定律
第1節 動量
碰撞是日常生活、生產活動中常見的一種現象。那么，這些看似不同的碰撞現象背后是否隱藏著相同的物理規律呢？
新課引入
實驗演示１：
學習任務一：尋求碰撞中的不變量
如圖所示，A、B是兩個懸掛起來的鋼球，質量相等。使B球靜止，拉起A球，放開A后與B碰撞。
觀察兩球碰撞后速度變化。
結論1：碰撞后 A 球停止運動而靜止，B 球開始運動，最終擺到和 A球拉起時同樣的高度。A的速度傳遞給了B。
實驗演示１：
學習任務一：尋求碰撞中的不變量
如圖所示，A、B是兩個懸掛起來的鋼球，質量相等。使B球靜止，拉起A球，放開A后與B碰撞。
觀察兩球碰撞后速度變化。
結論1：碰撞后 A 球停止運動而靜止，B 球開始運動，最終擺到和 A球拉起時同樣的高度。A的速度傳遞給了B。
學習任務一：尋求碰撞中的不變量
實驗演示2：
將上面實驗中的A球換成大小相同的C球，使C球質量大于B球質量，用手拉起C球至某一高度后放開，撞擊靜止的B球。然后拉起B至某一高度后放開，撞擊靜止的B球。
觀察兩球碰撞后速度變化。
結論2：B擺起的最大高度大于C球被拉起時的高度，碰撞后B球獲得較大的速度。
學習任務一：尋求碰撞中的不變量
實驗演示2：
將上面實驗中的A球換成大小相同的C球，使C球質量大于B球質量，用手拉起C球至某一高度后放開，撞擊靜止的B球。然后拉起B至某一高度后放開，撞擊靜止的B球。
觀察兩球碰撞后速度變化。
結論2：B擺起的最大高度大于C球被拉起時的高度，碰撞后B球獲得較大的速度。
學習任務一：尋求碰撞中的不變量
質量
速度
結論：以上現象說明兩球碰撞后，速度發生了變化，當兩球的質量關系發生變化時，速度變化的情況也不同（碰撞過程中，速度的變化與質量的大小有關）。
猜想1：兩個物體碰撞前后動能之和不變，所以質量小的球速度大；
猜想2：兩個物體碰撞前后速度與質量的乘積之和可能是不變的……
也許還有……
使用天平測量出兩小車的質量，并利用光電門傳感器測量出兩小車的碰撞前、后的速度，將實驗數據記錄如下。
兩輛小車都放在滑軌上，用一輛運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動。小車的速度用滑軌上的光電計時器測量。下表中的數據是某次實驗時采集的。其中，m1 是運動小車的質量，m2是靜止小車的質量 ；v 是運動小車碰撞前的速度，v′是碰撞后兩輛小車的共同速度。
學習任務一：尋求碰撞中的不變量
使用天平測量出兩小車的質量，并利用光電門傳感器測量出兩小車的碰撞前、后的速度，將實驗數據記錄如下。
項目 碰撞前 碰撞后 質量 m1 = m2 = m1 = m2 =
速度 v1 = v2 = v1 = v2 =
mv m1v1 + m2v2 = m1v1 + m2v2 = mv2 m1v12 + m2v22 = m1v1 2 + m2v2 2 = v/m v1/m1 + v2/m2 v1 /m1 + v2 /m2 學習任務一：尋求碰撞中的不變量
學習任務一：尋求碰撞中的不變量
實驗演示3：
學習任務一：尋求碰撞中的不變量
實驗結論
對于發生碰撞的兩個物體來說，碰撞前后，動能之和并不相等，但他們的“mv”的矢量和在碰撞前后很可能是保持不變的，對于各種形式的碰撞都是這樣的。
要更準確、更全面地反映運動物體的作用效果，必須同時考慮其速度及質量, 為此，物理學要引入一個新的物理量——動量。
二、光的折射
學習任務二：動量
（1）. 定義：在物理學中，把物體的質量 m 和速度 的乘積叫做物體的動量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:是狀態量，與某一時刻相對應
(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，中學階段常以地球為參考系
1.動量
二、光的折射
學習任務二：動量
2.動量的變化量
①動量的變化等于末狀態動量減初狀態的動量，其方向與Δ 的方向相同：（在同一直線上的問題采用代數運算）
（1）定義：物體的末動量與初動量的矢量差叫做物體動量的變化量；
(2) 表達式： Δ p = P2 - P1
②動量的變化也叫動量的增量或動量的改變量。
動能 動量
區別 定義 物體由于運動而具有的能 物體質量與速度的乘積
公式 Ek＝ mv2 p＝mv
單位 焦耳（J） 千克米每秒（kg·m/s）
標、矢量 標量 矢量
運算法則 代數運算法則 平行四邊形定則
變化情況 v 變化（方向），Ek 不一定變化 v 變化，p 一定變化
聯系 都是狀態量、相對量，兩者大小關系：Ek＝p＝ 三、動量與動能
學習任務二：動量
3.動量與動能
例題
一個質量是 0.1 kg 的鋼球，以 6 m/s 的速度水平向右運動，碰到一塊堅硬的障礙物后被彈回，沿著同一直線以 6 m/s 的速度水平向左運動，碰撞前后鋼球的動量有沒有變化？變化了多少？方向如何？
p
p′
Δ p
規定正方向
解：取水平向右的方向為正方向，碰撞前鋼球的速度v1=6 m/s，碰撞前鋼球的動量為：
p1 = mv1 = 0.1×6 kg m/s = 0.6 kg m/s
碰撞后鋼球的速度為v2 =6 m/s，碰撞后鋼球的動量為：
p2 = mv2 = 0.1×6 kg m/s = 0.6 kg m/s
動量改變量：
Δ p = p2 p1 =0.6 kg m/s0.6 kg m/s = 1.2 kg m/s
動量改變量的大小為 1.2 kg m/s，方向向左
例題
拓展
不在同一直線上的動量變化的運算，遵循平行四邊形定則：
三角形法則：從初動量的矢量末端指向末動量的矢量末端。
p
p′
p
p
p′
p
1. 解答以下三個問題，總結動量與動能概念的不同。
(1) 質量為 2 kg 的物體，速度由 3 m/s 增大為 6 m/s，它的動量和動能各增大為原來的幾倍？
【解析】(1) 速度為3m/s時，動量為p1=6kg·m/s，動能為Ek1=9J；
速度為6m/s時，動量為p2=12kg·m/s，動能為Ek2=36J；
由此可知，動量增大為原來的2倍，動能增大為原來的4倍。
當堂達標檢測
當堂達標檢測
1. 解答以下三個問題，總結動量與動能概念的不同。
(2) 質量為 2 kg 的物體，速度由向東的3 m/s 變為向西的 3 m/s，它的動量和動能是否發生變化？如果發生變化，變化量各是多少？
【解析】(2) 取向東為正方向，則有：
速度為向東的3m/s時，動量為p1=6kg·m/s，動能為Ek1=9J；
速度為向西的3m/s時，動量為p2=-6kg·m/s，動能為Ek2=9J；
由此可知，動量變化量為-12kg·m/s，方向向西；動能不變。
當堂達標檢測
1. 解答以下三個問題，總結動量與動能概念的不同。
(3) A 物體質量是 2 kg，速度是 3 m/s，方向向東；B 物體質量是 3 kg，速度是 4 m/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？
【解析】(3) 取向東為正，則有：
A物體的動量為pA=6kg·m/s，B物體的動量為pB=-12kg·m/s，
總動量為p總-6kg·m/s，方向向西；
A物體的動能為EkA=9J，B物體的動能為EkB=24J，總動能為E總=33J，
當堂達標檢測
2. 一個質量為 2 kg 的物體在合力 F 的作用下從靜止開始沿直線運動。F 隨時間 t 變化的圖像如圖所示。
(1) t ＝ 2 s 時物體的動量大小是多少？
(2) t ＝ 3 s 時物體的動量大小是多少？
【解析】(1)0~2s內：物體做勻加速直線運動，加速度為a1= 1m/s2，第2s末速度為v=2m/s。動量為p=mv=4kg·m/s；
(2)2~4s內：物體做初速度v=2m/s，加速度a2= -0.5m/s2的勻減速直線運動，第3s末速度為v3=1.5m/s。動量為p=mv3=3kg·m/s；
當堂達標檢測
用如圖所示裝置探究碰撞中的不變量,氣墊導軌水平放置,擋光板寬度為9.0 mm,兩滑塊被滑塊間的彈簧(圖中未畫出)彈開后,左側滑塊通過左側光電門的時間為0.040 s,右側滑塊通過右側光電門的時間為0.060 s,左側滑塊質量為100 g,左側滑塊的m1v1=　　　　 g·m/s,右側滑塊質量為150 g,兩滑塊質量與速度的乘積的矢量和m1v1+m2v2=　　　　.(以水平向左為正方向)
22.5
0
[解析]左側滑塊的速度為
v1== m/s=0.225 m/s
則m1v1=100 g×0.225 m/s=22.5 g·m/s
右側滑塊的速度為
v2=-=- m/s=-0.15 m/s
則m2v2=150 g×(-0.15 m/s)=-22.5 g·m/s
由以上分析知,兩滑塊質量與速度的乘積的矢量和m1v1+m2v2=0.
當堂達標檢測

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