1 1动量2 2动量定理习题课:动量定理的应用3 3动量守恒定律4 4实验:验证动量守恒定律习题课:动量守恒定律的应用5 5弹性碰撞和非弹性碰撞习题课:动量和能量的综合应用6 6反冲现象火箭第一章 动量守恒定律1 1简谐运动2 2简谐运动的描述 3 3简谐运动的回复力和能量 习题课:简谐运动的图像及运动的周期性、对称性4 4单摆5 5实验:用单摆测量重力加速度6 6受迫振动共振第二章 机械振动1 1波的形成2 2波的描述3 3波的反射、折射和衍射4 4波的干涉5 5多普勒效应习题课:机械波的多解问题第三章 机械波1 1光的折射2 2全反射实验:测量玻璃的折射率习题课:光的折射和全反射3 3光的干涉4 4实验:用双缝干涉测量光的波长5 5光的衍射6 6光的偏振激光第四章 光一、寻求碰撞中的不变量实验(一)1.现象:如图所示,用两根长度相同的线绳,分别悬挂两个完全相同的钢球A、B,且两球并排放置拉起A球,然后放开,该球与静止的B球发生碰撞可以看到:若两个钢球质量相同,则碰撞后A球停止运动而静止,B球开始运动,最终摆到和A球被拉起时的高度即B球的速度碰前A球的速度2.猜想:碰撞前后,两球速度之和不变。
同样等于1 1动量3.验证:(1)设计实验:若A球的质量大于B球,则碰撞后B球摆起的高度A球被拉起时的高度,即B球获得的速度2)验证猜想:碰撞前后,两球速度之和并不4.再次猜想:观察发现,两球碰撞前后的速度变化跟它们的_有关系可能碰撞前后两个物体的动能之和不变,可能两个物体碰撞前后速度与质量的乘积之和不变大于较大相等质量实验(二)实验如图,两辆小车都放在滑轨上,用一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车,碰撞后两辆小车粘在一起运动小车的速度用滑轨上的数字计时器测量表1中数据是某次实验时采集的其中,m1是运动小车的质量,m2是静止小车的质量,v是运动小车碰撞前的速度,v是碰撞后两辆小车的共同速度1)表1根据表1中的数据完成表2表20.04890.3260.3190.04340.3400.3280.06370.4110.397(2)结论:比较表2中第2、3两列数据可知,两辆小车碰撞前后,动能之和并不比较表2中第4、5两列数据可知,两辆小车碰撞前后,质量与速度的乘积之和基本相等相等二、动量及动量的变化1.动量(1)定义:物体的和的乘积2)公式:3)单位:,符号是4)矢量性:方向与的方向相同运算遵守_定则。
2.动量的变化量(1)定义:物体在某段时间内与的矢量差(也是矢量),p=(矢量式)2)动量始终保持在一条直线上时的动量运算:选定一个正方向,动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示,从而将矢量运算简化为代数运算(此时的正、负号仅代表,不代表大小)质量速度p=mv千克米/秒kgm/s速度平行四边形末动量初动量p-p方向正误判断1.动量相同的物体运动方向不一定相同)2.质量大的物体的动量一定大)3.物体的动量越大,则物体的惯性就越大)4.质量和速率都相同的物体的动量一定相同)解析:动量相同指动量的大小和方向均相同,而动量的方向就是速度的方向即运动方向,故动量相同的物体运动方向一定相同解析:动量是质量和速度的乘积,因此质量大、速度小的物体的动量可能小解析:动量是矢量,它的方向与速度的方向相同,而质量和速率都相同的物体,其动量大小一定相同,但方向不一定相同对动量的理解对动量的理解情境探究情境探究工人师傅在锻打刀具的时候,一人用较小的锤子击打,一人用较大的锤子击打,两个人每次击打后的效果是不同的,大锤子击打时能看到金属模具有较大的形状变化这说明运动物体产生的效果不仅与速度有关,而且与质量有关1)什么是动量?动量的方向如何确定?做匀速圆周运动的物体动量是否变化?(2)什么是动量的变化量?动量变化量的方向如何确定?(假定物体在一条直线上运动)要点提示:(1)运动物体的质量和速度的乘积是动量。
动量的方向与速度的方向相同物体做匀速圆周运动时,速度大小不变,方向时刻改变,故动量发生变化2)如果物体在一条直线上运动,首先规定正方向,将矢量运算转化为代数运算动量变化量p=p-p=m(v-v)=mv为矢量式,其方向与v的方向相同知识归纳知识归纳1.动量(1)动量是状态量,进行动量运算时,要明确是哪一物体在哪一状态(时刻)的动量,p=mv中的速度v是瞬时速度2)动量的相对性:物体的速度与参考系的选择有关,因此,物体的动量与参考系的选择也有关选不同的参考系时,同一物体的动量可能不同,通常在不说明参考系的情况下,物体的动量是指物体相对地面的动量2.动量的变化量(1)动量的变化量是过程量,分析计算时,要明确是物体在哪一个过程的动量变化2)动量的变化量p=p-p是矢量式,p、p、p间遵循平行四边形定则,如图所示3)p的计算当p、p在同一直线上时,可规定正方向,将矢量运算转化为代数运算;当p、p不在同一直线上时,应依据平行四边形定则运算3.动量和动能的比较 典例剖析典例剖析例题例题一质量m=0.2kg的皮球从高H=0.8m处自由落下,与地面相碰后反弹的最大高度h=0.45m试求:球与地面相互作用前、后时刻的动量以及球与地面相互作用过程中的动量变化。
解析:以向下的方向为正,则由mgH=得与地面接触时的速度v1=4m/s此时的动量大小p1=mv1=0.8kgm/s,方向向下,为正由mgh=得球刚离开地面时的速度大小v2=3m/s此时的动量大小p2=mv2=0.6kgm/s,方向向上,为负所以p=p2-p1=-0.6kgm/s-0.8kgm/s=-1.4kgm/s,负号表示方向向上答案:0.8kgm/s,方向向下0.6kgm/s,方向向上1.4kgm/s,方向向上规律方法规律方法 动量变化量的求解方法1.若初、末动量在同一直线上,则在选定正方向的前提下,可化矢量运算为代数运算2.若初、末动量不在同一直线上,运算时应遵循平行四边形定则变式训练变式训练 羽毛球是速度较快的球类运动之一,运动员扣杀时羽毛球的速度可达到100m/s,假设羽毛球飞来的速度为50m/s,运动员将羽毛球以100m/s的速度反向击回设羽毛球的质量为10g,试求:(1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量;(2)运动员击球过程中羽毛球的动能变化量解析:(1)以羽毛球飞来的方向为正方向,则p1=mv1=1010-350kgm/s=0.5kgm/sp2=mv2=-1010-3100kgm/s=-1kgm/s。
所以动量的变化量p=p2-p1=-1kgm/s-0.5kgm/s=-1.5kgm/s即羽毛球的动量变化量大小为1.5kgm/s,方向与羽毛球飞来的方向相反2)羽毛球的初动能:Ek=12.5J,羽毛球的末动能:Ek=50J所以Ek=Ek-Ek=37.5J答案:(1)1.5kgm/s,方向与羽毛球飞来的方向相反(2)37.5J1.(多选)若一个物体的动量发生了变化,则物体运动的()A.速度大小一定改变了B.速度方向一定改变了C.速度一定变化了D.加速度一定不为零答案:CD解析:动量是矢量,动量发生变化,对于同一物体,质量不变,一定是速度发生变化,可能是速度的大小发生变化,也可能是速度的方向发生变化,也可能是速度的大小和方向都发生变化,由牛顿第二定律可知加速度一定不为零,选项CD正确2.下列关于动量和动能的说法中,正确的是()A.一个物体的动量不变,其动能一定不变B.一个物体的动能不变,其动量一定不变C.两个物体的动量相等,其动能一定不等D.两个物体的动能相等,其动量一定不等答案:A解析:一个物体的动量不变,则速度的大小一定不变,其动能一定不变,选项A正确;一个物体的动能不变,则速度的大小不变,但是方向不一定不变,其动量不一定不变,例如匀速圆周运动的物体,选项B3.3颗均为0.05kg的子弹以600m/s的速度击中竖直挡板,由于挡板不同位置材质不同,子弹击中后的运动情况不同,A水平穿过挡板,穿过后的速度是200m/s,B被挡板反向弹回,弹回时速度大小为200m/s,C进入挡板后停在挡板之内,求3颗子弹动量的变化量。
规定向右的方向为正方向)解析:A的初动量pA=mv1=0.05kg600m/s=30kgm/s,末动量pA=mv1=0.05kg200m/s=10kgm/sA子弹动量的变化量pA=pA-pA=10kgm/s-30kgm/s=-20kgm/s,pA0,动量变化量的方向向左B的初动量pB=mv2=0.05kg600m/s=30kgm/s,末动量pB=mv2=0.05kg(-200m/s)=-10kgm/s,B子弹动量的变化量pB=pB-pB=-10kgm/s-30kgm/s=-40kgm/s,pB0,动量变化量的方向向左C的初动量pC=mv3=0.05kg600m/s=30kgm/s,末动量为0,C子弹动量的变化量pC=pC-pC=0-30kgm/s=-30kgm/s,pC0,动量变化量的方向向左答案:见解析一、冲量1.定义:力与力的的乘积2.公式:I=3.单位:,符号是4.矢量性:方向与相同5.物理意义:反映力的作用对的积累效应二、动量定理1.内容:物体在一个过程中所受力的等于它在这个过程始末的2.表达式:I=或F(t-t)=作用时间F(t-t)牛秒Ns力的方向时间冲量动量变化量p-pmv-mv2 2动量定理三、动量定理的应用1.根据动量定理可知F=,如果物体的动量变化一定,那么作用的时间短(或长),物体受的力就。
2.玻璃杯从同样的高度落到地面或地毯时,在与地面或地毯的相互作用中,两种情况下初动量,末动量(均为0),动量的变化,但是坚硬的地面与杯子的作用时间,作用力些,杯子易碎;柔软的地毯与杯子的作用时间,作用力会些,杯子不易碎大(或小)相同相同相等短大长小1.正误判断(1)冲量是矢量,恒力的冲量方向与恒力的方向相同)(2)力越大,力对物体的冲量越大)(3)若物体在一段时间内,其动量发生了变化,则物体在这段时间内的合外力一定不为零)(4)物体所受合外力冲量越大,它的动量也越大)(5)物体所受合外力冲量的方向与物体动量变化量的方向相同)解析:决定冲量大小的量还有时间,若时间极短,冲量也可能很小解析:由动量定理可知,物体所受合外力冲量等于动量变化量2.放在水平桌面上的物体质量为m,用一个大小为F的水平推力推它t秒,物体始终不动,那么t秒内,推力对物体的冲量大小是()A.Ft B.mgtC.0D.无法计算答案:A解析:根据冲量的定义,冲量的大小是力与其作用时间的乘积,与重力无关,故A项正确3.(多选)从同样高度落下的玻璃杯,掉在水泥地上容易打碎,而掉在草地上不容易打碎,其原因是()A.掉在水泥地上的玻璃杯动量大,而掉在草地上的玻璃杯动量小B.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大,掉在草地上的玻璃杯动量改变小C.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快,掉在草地上的玻璃杯动量改变慢D.掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时,相互作用时间短,而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时,相互作用时间长答案:CD问题一问题二当堂检测对冲量的理解对冲量的理解情境探究情境探究1.工人师傅在安装地板砖时,用橡胶锤子轻轻敲击地板砖把地板砖安放好,工人师傅为什么用橡胶锤子而不用铁锤子?为什么要轻轻敲击地板砖而不是用力敲击?要点提示:用橡胶锤子敲击地板砖,可以经过较长的时间使速度减小到0,在动量变化相同的情况下,地板砖受到的冲击力小,从而保护地板砖不被敲破。
轻轻敲击地板砖,锤子的动量变化量小,对地板砖的作用力小,用力敲击地板砖,锤子的动量变化量大,对地板砖的作用力大,很容易敲碎地板砖问题一问题二当堂检测2.做一做:将纸条的一端压在钢笔帽下,如图a,用手慢慢拉动纸条,会看到什么现象?如图b,拉紧纸条,用手向下快速击打纸条,会看到什么现象?请解释原因要点提示:图a,用手慢慢拉动纸条,可以看到钢笔帽跟着纸带移动起来图b,拉紧纸条,用手向下快速击打纸条,纸条从钢笔帽下抽出,钢笔帽静止。