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(共22張PPT)
1.1 動量
選擇性必修第一冊
從歷史上看，一般說來，這(引入新的概念)永遠是走向科學進步的最有力的方法之一。——霍耳頓
霍耳頓(Gerald Holton，1922—)，美國著名科學史家，哈佛大學物理學教授兼科學史教授。
1.讓兩個質量相同的鋼球碰撞時，A球碰后靜止，B球擺至A球原來等高位置，A球速度“傳給”B球，是否意味著兩球的速度之和不變？是否所有碰撞都有這樣的規律？
2.讓兩個質量不同的鋼球碰撞時，通過你觀察到的現象，你是否還認為兩球的速度之和不變？是否還認為所有碰撞都有這樣的規律？
一、尋求碰撞中的不變量
B
A
一、尋求碰撞中的不變量
【實驗器材】
滑軌、數字計時器、小車兩輛、彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥、天平、光電門。
【實驗原理】
1. 質量的測量：用天平測量。
2. 速度的測量：用滑軌上的數字計時器測量。
3. 利用在小車上增加重物的方法改變碰撞物體的質量。
表 兩輛小車的質量和碰撞前后的速度
m1/kg m2/kg v/(m·s－1) v′/(m·s－1)
1 0.519 0.519 0.628 0.307
2 0.519 0.718 0.656 0.265
3 0.718 0.519 0.572 0.321
猜想：物體的質量和速度在碰撞前后有什么不變的關系
×
×
√
+0=+
+0=
動量
1.定義：物理學中把質量和速度的乘積 mv 定義為物體的動量，用字母 p 表示。
4.矢量：動量是矢量，動量的方向與速度的方向相同.
2.公式：p＝mv
3.單位：動量的單位是由質量的單位與速度的單位構成的，是千克米每秒，符號是 kg·m/s .
動量的變化量
1. m，v 的大小和方向，三者任意一個變化，p就變。
2.Δp＝p－p0＝mv－mv0 (規定正方向)
動量與動能的區別
1.動量 p＝mv 是矢量，動能 Ek＝mv2 是標量。
2. p 與 Ek 都是狀態量，對應某一位置或某一時刻。
3. p 與 Ek 數值關系。
例題：一個質量為 0.1kg 的鋼球，以 6m/s 的速度水平向右運動，碰到堅硬的壁后彈回，沿著同一直線以 6m/s 的速度水平向左運動 (圖1.1-3)。碰撞前后鋼球的動量變化了多少
解 取水平向右為坐標軸的方向。碰撞前鋼球的速度為6m/s，碰撞前鋼球的動量為
p＝mv＝0.1×6 kg·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＝－0.6 kg·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＝－1.2 kg·m/s
讓一位同學把一個充氣到直徑 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
微判斷
1.動量的方向與物體的速度方向相同。(　　)
2.質量和速率都相同的物體的動量一定相同。(　　)
3.動量相同的物體運動方向不一定相同。(　　)
4.物體的質量越大，動量一定越大。(　　)
5.物體的動量相同，其動能也一定相同。(　　)
√
×
×
×
×
【例1】 某同學利用氣墊導軌做探究碰撞中的不變量的實驗，氣墊導軌裝置如圖，所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架、光電門等組成。
(1)下面是實驗的主要步驟。
①安裝好氣墊導軌，調節氣墊導軌的調節旋鈕，使導軌水平;
②向氣墊導軌通入壓縮空氣; ③接通數字計時器;
④把滑塊2靜止放在氣墊導軌的中間; ⑤滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩;
⑥釋放滑塊1，滑塊1通過光電門1后與左側有固定彈簧的滑塊2碰撞，碰后滑塊1和滑塊2依次通過光電門2，兩滑塊通過光電門后依次被制動;
⑦讀出滑塊通過兩個光電門的擋光時間，滑塊1通過光電門1的擋光時間Δt1=10.01 ms，通過光電門2的擋光時間Δt2=49.99 ms，滑塊2通過光電門2的擋光時間Δt3=8.35 ms;
⑧測出擋光片的寬度d=5 mm，測得滑塊1的質量為m1=300 g，滑塊2(包括彈簧)質量為m2=200 g。
①實驗中氣墊導軌的作用：A.　　　　　　　　　　　　;
B. 　　　　　　　　　　　　。
②碰撞前滑塊1的速度v1為　　　 m/s；碰撞后滑塊1的速度v2為　　　m/s；
滑塊2的速度v3為　　　 m/s。(結果保留兩位有效數字)
學以致用
1.在用氣墊導軌做探究碰撞中的不變量實驗時，左側滑塊質量m1=170 g，右側滑塊質量m2=110 g，擋光片寬度為3.00 cm，兩滑塊之間有一壓縮的彈簧片，并用細線連在一起，如圖。開始時兩滑塊靜止，燒斷細線后，兩滑塊分別向左、右方向運動。擋光片通過光電門的時間分別為Δt1=0.32 s，Δt2=0.21 s。規定向左為正方向，
則兩滑塊的速度分別為v1'=　　　　 m/s， v2'=　　　　 m/s。
燒斷細線前m1v1+m2v2=　　　　 kg· m/s，
燒斷細線后m1v1'+m2v2'=　　　 kg· m/s。
可得到的結論是　　　　　。
答案:0.094　-0.143　0　2.5×10-4　在實驗允許的誤差范圍內,m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'
【例2】 羽毛球是速度最快的球類運動之一，運動員扣殺羽毛球的速度可達到342 km/h。假設球飛來的速度為90 km/h，運動員將球以342 km/h的速度反向擊回。設羽毛球質量為5 g，擊球過程只用了0.05 s。求:
(1)運動員擊球過程中羽毛球的動量變化量;
(2)運動員擊球過程中羽毛球的動能變化量。
答案:(1)0.6 kg· m/s，方向與羽毛球飛來的方向相反　(2)21 J
學以致用
2.(多選)下列說法正確的是(　　)
A. 動能變化的物體，動量一定變化
B. 動能不變的物體，動量一定不變
C. 動量變化的物體，動能一定變化
D. 動量大的物體，動能不一定大
答案:AD
學以致用
3.物體甲的質量為m1，物體乙的質量為m2，甲、乙運動的動量大小相等，則甲、乙的動能之比為(　)
答案:A
隨堂反饋
1.(多選)在探究碰撞中的不變量的實驗中，若用氣墊導軌和數字計時裝置進行探究，則需要的測量儀器(或工具)有(　　)
A.停表 B.天平 C.毫米刻度尺 D.螺旋測微器
答案:BC
2.關于動量，下列說法正確的是(　　)
A. 速度大的物體，它的動量一定也大
B. 動量大的物體，它的速度一定也大
C. 只要物體運動的速度大小不變，物體的動量也保持不變
D. 質量一定的物體，動量變化越大，該物體的速度變化一定越大
答案:D
3.一質量為2 kg的物體，速度由向東3 m/s變為向西3 m/s，在這個過程中該物體的動量變化量的大小與動能的變化量分別是(　　)
A.0、0 B.0、18 J
C.12 kg·m/s、0 D.12 kg·m/s、18 J
答案:C
4.質量為5 kg的小球以5 m/s的速度豎直落到地板上，隨后以3 m/s的速度反向彈回。若取豎直向下的方向為正方向，則小球動量的變化量為　　　　。
答案:-40 kg· m/s
5.用如圖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，兩滑塊被彈簧(圖中未畫出)彈開后，左側滑塊通過左側光電門，數字計時器記錄時間為0.040 s，右側滑塊通過右側光電門，數字計時器記錄時間為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=　　　g· m/s。 (取向左為速度的正方向)
答案:22.5　0

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