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1、学习目标1.会分析碰撞中的不变量。(科学探究)2.掌握动量的概念,会计算动量的变化量。(物理观念)3.能区分动量和动能的异同。(科学思维)基础落实必备知识全过关重难探究能力素养全提升目录索引学以致用随堂检测全达标基础落实必备知识全过关一、常见的碰撞现象做相对运动的两个(或几个)物体相遇并发生,在很短的时间内,它们的会发生显著变化,这一过程叫作碰撞。二、历史上对碰撞现象的研究17世纪,物理学家对碰撞的研究取得了丰硕的成果,在此基础上提出了运动量守恒的基本思想。在此研究过程中,做出贡献的有布拉格大学校长、物理学教授马尔西,荷兰物理学家,等等。相互作用运动状态惠更斯三、探究碰撞过程的守恒量1.实验装
2、置(如图所示)为了研究水平方向的一维碰撞,气垫导轨必须调水平。(1)质量的测量:用天平测量滑块的质量。(2)速度的测量:利用公式v=,式中x为滑块上挡光条的宽度,t为数字计时器显示的挡光条经过光电门的时间。2.动量(1)定义:物理学中把和的乘积(即运动的量)定义为物体的动量,用符号p表示。动量是状态量,与时刻或位置对应(2)表达式:p=。(3)单位:,符号是。(4)方向:动量是矢量,它的方向与的方向相同。注意方向问题质量m 速度v mv 千克米每秒kgm/s速度情境链接物体做匀速圆周运动时,其动量是否变化?教材拓展阅读教材P6“发展空间”。1668年,惠更斯发表了一篇题为关于碰撞对物体运动的影
3、响的论文,总结了他对碰撞问题在实验和理论上的研究成果。论文中,他得出的结论是什么?提示变化。动量是矢量,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,方向时刻变化,物体动量时刻变化。提示每个物体所具有的“动量”在碰撞时可以增多或减少,但是它们的量值在同一个方向的总和却保持不变。易错辨析(1)动量是矢量,其方向与速度的方向相同。()(2)两个质量相同的物体,它们的动能相等,它们的动量一定相同。()(3)物体的速度大小不变,其动量不变。()(4)两物体动量大的动能不一定大。()重难探究能力素养全提升探究点对动量的理解探究点对动量的理解导学探究在激烈的足球比赛中,一个较瘦弱的运动员奔跑时
4、迎面撞上了高大结实的对方运动员,自己倒在地上,而对方几乎不受影响。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。若质量为60kg的运动员以5m/s的速度向东奔跑,他的动量是多大?方向如何?提示动量是300kgm/s,方向向东。知识归纳1.对动量的认识(1)瞬时性:通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量,动量的大小可用p=mv计算。(2)矢量性:动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同。(3)相对性:因物体的速度与参考系的选取有关,故物体的动量也与参考系的选取有关。2.动量的变化量动量的变化量是矢量,其表达式p=p2-p1,运算遵循平行四边形定则,当p2、p1在同一条直线上时,可
5、规定正方向,将矢量运算转化为代数运算。3.动量和动能的区别与联系特别提示特别提示理解动量的三个关键点(1)动量p=mv,大小由m和v共同决定。(2)动量p和动量的变化量p均为矢量,计算时要注意其方向性。(3)物体的动量变化时动能不一定变化,动能变化时动量一定变化。应用体验【例】(1)质量为2kg的物体,沿同一方向速度由3m/s增大到6m/s,求物体动量的变化量p1的大小。(2)如图所示,一个质量为m的钢球,以速度v斜射到水平放置的坚硬大理石板上,入射角是45。碰撞后斜着弹出,弹出的角度也是45,速度变为v,且其大小与v的大小相同。求碰撞前后钢球动量的变化量p2。解析(1)物体动量的变化量大小为
6、p1=mv-mv0=26kgm/s-23kgm/s=6kgm/s。(2)如图所示,碰撞前后钢球动量的变化量方向竖直向上,大小为对点演练一名同学把一质量为0.5kg的篮球由静止释放,释放后篮球的重心下降高度为1.25m时与地面相撞,反弹后篮球的重心上升的最大高度为0.45m,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。(1)求地面与篮球相互作用的过程中篮球动量的变化量。(2)求地面与篮球相互作用的过程中篮球动能的变化量。(3)拓展延伸:若篮球与地面发生碰撞时无能量损失,反弹后仍然上升到1.25m高度处,则篮球动量的变化量和动能的变化量分别是多少?答案(1)4kgm/s,方向竖直向上(2)-4J(3
7、)5kgm/s,方向竖直向上0方向竖直向上以竖直向下为正方向,篮球动量的变化量为p=(-mv2)-mv1=-0.53kgm/s-0.55kgm/s=-4kgm/s即篮球动量的变化量大小为4kgm/s,方向竖直向上。代入数据得Ek=-4J即动能减少了4J。(3)发生碰撞前后速度大小不变,方向改变,由题可知p=(-mv3)-mv1=-5kgm/s即篮球动量的变化量大小为5kgm/s,方向竖直向上,学以致用随堂检测全达标1231.(动量变化的计算)(2023河北唐山高二期末)一个质量为0.1kg的钢球在光滑的水平面上,以6m/s的速度水平向右运动,碰到坚硬的墙壁后弹回,沿着同一直线以3m/s的速度水
8、平向左运动。钢球动量的变化量为()A.0.9kgm/s水平向左B.0.9kgm/s水平向右C.0.3kgm/s水平向左D.0.3kgm/s水平向右A解析以水平向左为正方向,钢球动量的变化量为p=0.13kgm/s-0.1(-6)kgm/s=0.9kgm/s,方向水平向左。故选A。1232.(动量概念的理解)下列关于动量的说法正确的是()A.动量变化的方向一定与初末动量的方向都不同B.物体的动量变化越大,则该物体的速度变化一定越大C.两物体的动量相同,动能也一定相同D.物体的速度大,则物体的动量一定大B解析动量变化的方向与初末动量的方向可能相同,A错误;由p=mv可知,物体的动量变化越大,则该物体的速度变化一定越大,故B正确;由p=mv可知,动量相同时,动能的大小为Ek=,两物体质量关系不确定,则动能不一定相同,故C错误;由p=mv可知,动量的大小由质量m和速度v的乘积大小共同决定,故D错误。1233.(动量与动能的比较)如图所示,飞机在平直跑道上由静止开始做匀加速直线运动,飞机在运动过程中的()A.动能与速度成正比B.动能与时间成正比C.动量与时间成正比D.动量与位移成正比C123
