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1、1动 量学习目标：1.物理观念通过学习动量和动量变化量的概念及其矢量性，会计算一维状况下的动量变化量 2.科学探究通过试验用不同的方法探究碰撞中的不变量 3.科学思维通过实例把握在同始终线上运动的两个物体碰撞前、后速度的测量方法 4.科学探究通过试验得到一维碰撞中的不变量表达式 阅读本节教材，答复第 2 页“问题”并梳理学问点教材第 2 页“问题” 提示：试验现象说明，对于发生碰撞的两个物体来说，在碰撞前、后必定有一物理量是保持不变的一、寻求碰撞中的不变量【案例 1】 质量不同小球的碰撞如下图，使C 球质量大于 B 球质量，用手拉起C 球至某一高度后放开，撞击静止的 B 球认真观看后会觉察：质
2、量大、速度较小的C 球，使质量小的B 球获得较大的速度质量不同小球的碰撞试验现象猜测：(1)两个物体碰撞前后可能动能之和不变，所以质量小的速度大；(2)两个物体碰撞前后可能速度与质量乘积之和不变【案例 2】 利用气垫导轨探究一维碰撞中的不变量试验装置如下图为了争论水平方向的一维碰撞，气垫导轨必需调水平(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 vxx 为滑块上挡光片的宽度，t 为数t ，式中字计时器显示的挡光片经过光电门的时间试验结论：此试验中两滑块碰撞前后动能之和并不相等 ，但是质量和速度的乘积之和根本不变二、动量1. 动量(1)定义：物体质量与其速度的乘积叫动量，
3、即 pmv. (2)单位：国际单位制单位是千克米每秒，符号是 kgm/s. (3)动量是矢量，其方向跟速度的方向一样2. 动量的变化量(1)动量的变化量公式：pp2p1mv2mv1mv. (2)矢量性：其方向与 v 的方向一样(3)假设物体在一条直线上运动，分析计算 p 以及推断 p 的方向时，可选定一个正方向，将矢量运算转化为代数运算1思考推断(正确的打“”，错误的打“”) (1)“寻求碰撞中的不变量”试验中的不变量是系统中物体各自的质量与速度的乘积之和()(2)动量的方向与物体的速度方向一样 (3)物体的质量越大，动量肯定越大()()(4)物体的动量一样，其动能肯定也一样2(多项选择)在做
4、探究碰撞中的不变量试验时，试验条件是() A斜槽轨道必需是光滑的B斜槽轨道末端的切线是水平的 C入射球每一次都要从同一高度由静止滚下()D碰撞的瞬间，入射球和被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行BCD 探究碰撞中的不变量试验，要求入射小球每次到槽口时，具有一样的速度，所以应从槽上同一位置滚下，但斜槽不需要光滑，选项 A 错误，选项 C 正确；由于碰撞前、后要求小球均做平抛运动，且抛物线在同一平面，选项 B、D 正确3. 关于物体的动量，以下说法中正确的选项是()A. 运动物体在任一时刻的动量方向肯定是该时刻的速度方向B物体的动能假设不变，则动量肯定不变 C动量变化量的方向肯定和动量的方向一样
5、D动量越大的物体，其惯性也越大寻求碰撞中的不变量2023 年 5 月 8 日至 12 日，冰壶世界杯总决赛在北京举办冰壶是一项技巧运A 动量和速度都是矢量，由物体的动量 pmv 可知运动物体在任一时刻的动量的方向肯定是该时刻的速度方向，故 A 正确；物体的动能假设不变，则物体的速度大小不变，但速度方向可能转变，因此动量可以转变，故 B 错误；动量变化量的方向与动量的方向不肯定一样，故 C 错误；质量是惯性大小的唯一量度，而物体的动量 pmv，动量大小取决于质量与速度大小的乘积，因此动量大的物体惯性不肯定大，故 D 错误动，也是一项传统运动观看一场真实地表达冰壶运动精神且享有悠久历史盛誉的传统竞
6、赛工程也是一件乐事你能查找出两冰壶碰撞过程中的不变量吗？提示：能，两冰壶碰撞过程中的不变量可能是 mv，也可能是 mv2，还可能是vm等1. 试验探究的根本思路(1) 碰撞中的特别状况一维碰撞两个物体碰撞前沿同始终线运动，碰撞后仍沿这条直线运动高中阶段仅限 于用一维碰撞进展争论在一维碰撞的状况下，与物体运动有关的物理量只有物体的质量和速度，因 此试验要测量物体的质量和速度(2) 查找碰撞中的不变量碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们查找 的“不变量”必需在多种碰撞的状况下都不转变的量，才是我们查找的“不变量”猜测：在一维碰撞的状况下，设两个物体的质量分别为 m1、m2，
7、碰撞前的速度分别为 v1、v2，碰撞后的速度分别为 v1、v2.假设速度与规定的正方向全都，则速度取正值，否则取负值()碰撞中的不变量可能是质量与速度的乘积，那么就相应验证：m1v1m2v2m1v1m2v2.()碰撞中的不变量可能是质量与速度的二次方的乘积，那么就相应验证：m v2m v2m v 2m v 2.1 12 21 12 2()v1碰撞中的不变量或许是物体的速度与质量的比值，那么就相应地验证：m1 v2 v1 v2mm m .212固然还有其他可能，依次进展验证2. 试验探究方案方案 1利用等长悬线悬挂等大小的小球实现一维碰撞试验装置如下图：(1) 质量的测量：用天平测量质量(2)
8、速度的测量：可以测量小球被拉起的角度，依据机械能守恒定律算出小球 碰撞前对应的速度；测量碰撞后两小球分别摆起的对应角度，依据机械能守恒定 律算出碰撞后对应的两小球的速度(3) 不同碰撞状况的实现：用贴胶布的方法增大两小球碰撞时的能量损失留意：利用摆球测定的方法：依据机械能守恒定律得到摆球在最低点的速度：1mgL(1cos )2mv2得：v2gL(1cos ).方案 2用气垫导轨完成两个滑块的一维碰撞试验装置如下图：(1) 质量的测量：用天平测量质量(2) 速度的测量：利用公式 vxt ，式中x 为滑块(挡光片)的宽度，t 为计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门时对应的时间(3) 利用在滑块上增
9、加重物的方法转变碰撞物体的质量名师点睛：方案 2 不仅能保证碰撞是一维碰撞，还可以做出多种情形的碰撞，速度的测量误差较小，准确性较高，是最正确方案【例 1】 某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的试验，气垫导轨装置如下图，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成(1)下面是试验的主要步骤：安装好气垫导轨，调整气垫导轨的调整旋钮，使导轨水平；向气垫导轨通入压缩空气；接通数字计时器；把滑块 2 静止放在气垫导轨的中间；滑块 1 挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；释放滑块 1，滑块 1 通过光电门 1 后与左侧有固定弹簧的滑块 2 碰撞，碰后滑块 1 和滑块 2 依次通过光电门 2，两
10、滑块通过光电门后依次被制动；读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为：滑块 1 通过光电门 1 的挡光时间 t110.01 ms，通过光电门 2 的挡光时间 t249.99 ms，滑块 2 通过光电门2 的挡光时间 t38.35 ms；测出挡光片的宽度 d5 mm，测得滑块 1(包括撞针)的质量为 m1300 g，滑块 2(包括弹簧)质量为 m2200 g. (2)数据处理与试验结论：试验中气垫导轨的作用是：A. ，B. .碰撞前滑块 1 的速度 v1 为m/s；碰撞后滑块 1 的速度 v2 为 m/s；滑块 2 的速度 v3 为m/s.(结果保存两位有效数字)在误差允许的范围内，通过本试验，同
11、学们可以探究出哪些物理量是不变 的？通过对试验数据的分析说明理由(至少答复 2 个不变量)a. ； .b. ； . 解析(2)A.大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差，B保证两个滑块的碰撞是一维的d滑块 1 碰撞前的速度 v1t5103m/s0.50 m/s；110.01103d滑块 1 碰撞后的速度 v2t5103m/s249.991030.10 m/s；d滑块 2 碰撞后的速度 v3t5103m/s38.351030.60 m/s.a.系统碰撞前后质量与速度的乘积之和不变1 22 3缘由：系统碰撞前的质量与速度的乘积 m1v10.15 kgm/s，系统碰撞后的质量与速度的乘积之和
12、m v m v 0.15 kgm/s.b碰撞前后总动能不变12缘由：碰撞前的总动能 Ek1 m1v120.037 5 J1122碰撞后的总动能 Ek2 m1v2 m2v320.037 5 J所以碰撞前后总动能相等答案(2)A.大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差B保证两个滑块的碰撞是一维的0.500.100.60见解析(1)试验误差存在的主要缘由是摩擦力的存在，利用气垫导轨进展试验，调整时留意利用水平仪，确保导轨水平.(2)利用气垫导轨结合光电门进展试验探究不仅能保证碰撞是一维的，还可以做出多种情形的碰撞，物体碰撞前后速度的测量简洁，误差较小，准确性较高， 是最正确探究方案.跟进训练1
13、用如下图装置探究碰撞中的不变量，气垫导轨水平放置，挡光板宽度为9.0 mm，两滑块被弹簧(图中未画出)弹开后，左侧滑块通过左侧光电门的时间为0.040 s，右侧滑块通过右侧光电门的时间为 0.060 s，左侧滑块质量为 100 g，左侧滑块的 m1v1的矢量和 m1v1m2v2gm/s，右侧滑块质量为 150 g，两滑块质量与速度的乘积.d9.0103解析以水平向左为正方向，左侧滑块的速度为 v1t 10.225 m/s则左侧滑块的 m1v1100 g0.225 m/s22.5 g m/s0.040m/sd9.0103右侧滑块的速度为 v2t 20.060m/s0.15 m/s则右侧滑块的 m2v2150 g(0.15 m/s)22.5 g m/s动 量由以上分析知，两滑块质量与速度的乘积的矢量和 m1v1m2v20. 答案22.50在很多体育运动中，例如，铅球运发动的根本目的就是要把整个身体质量的低
