【課件】動(dòng)量+課件高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

第1課動(dòng)量第一章

動(dòng)量守恒定律

新人教版高中物理選擇性必修一導(dǎo)入與思考生活和自然界中存在各種碰撞現(xiàn)象這些現(xiàn)象各不相同，是否遵循相同的規(guī)律？這些現(xiàn)象中是否存在不變的物理量？學(xué)習(xí)目標(biāo)理解動(dòng)量的定義，知道動(dòng)量是矢量.010203通過尋求碰撞中的不變量，經(jīng)歷科學(xué)探究的過程.知道動(dòng)量變化是矢量，會(huì)計(jì)算一維情況下的動(dòng)量變化量.知識(shí)點(diǎn)

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尋求碰撞中的不變量探究思考操作：用兩根長(zhǎng)度相同的線繩，分別懸掛兩個(gè)完全相同的鋼球A、B，且兩球并排放置。拉起A球，然后放開，該球與靜止的B球發(fā)生碰撞。AB現(xiàn)象：碰撞后A球停止運(yùn)動(dòng)而靜止，B球開始運(yùn)動(dòng)，最終擺到和A球拉起時(shí)同樣的高度，A的速度傳遞給了B。為什么會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象呢？猜想：碰撞前后，兩球速度之和是不變的。那么所有的碰撞都有這樣的規(guī)律嗎？CB現(xiàn)象：B擺起的最大高度大于C球被拉起時(shí)的高度，碰撞后質(zhì)量小的B球獲得較大的速度.操作：將上面實(shí)驗(yàn)中的A球換成大小相同的C球，使C球質(zhì)量大于B球質(zhì)量，用手拉起C球至某一高度后放開，撞擊靜止的B球。結(jié)論：碰撞前后，兩球速度之和并不是不變的。猜想1：兩球碰撞前后的速度變化跟它們的質(zhì)量有關(guān)系。猜想2：兩球碰撞前后的動(dòng)能之和不變。猜想3：兩球碰撞前后速度與質(zhì)量的乘積之和可能是不變的。猜想......碰撞前后到底什么量是不變的？實(shí)驗(yàn)光電門測(cè)速度的原理：

，式中Δx

為滑塊上擋光片的寬度，Δt

為數(shù)字計(jì)時(shí)器顯示的滑塊上擋光片經(jīng)過光電門的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)操作：1.使用天平分別測(cè)量出兩小車的質(zhì)量m1和m2;2.將兩輛小車都放到滑軌上，用一輛運(yùn)動(dòng)的小車碰撞一輛靜止的小車，碰撞后兩輛小車粘在一起運(yùn)動(dòng)。3.利用光電門測(cè)量小車在滑軌上的運(yùn)動(dòng)速度，分別為v和v',v是運(yùn)動(dòng)小車碰撞前的速度，v'是碰撞后兩輛小車的共同速度。4.將以上數(shù)據(jù)記錄在表格里。1.動(dòng)能之和并不相等。結(jié)

論2.質(zhì)量與速度的乘積之和卻基本不變，即m1v=（m1+m2）v'。3.mv這個(gè)物理量具有特別的意義。從實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可以看出，此實(shí)驗(yàn)中兩輛小車碰撞前后：拓展延伸利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究碰撞中的不變量速度的測(cè)量：

，勻變速運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于全程的平均速度。x實(shí)驗(yàn)過程：用天平分別測(cè)出兩小車的質(zhì)量m1和m2，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在光滑桌面的一端，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車的后面。讓小車A運(yùn)動(dòng)，小車B靜止。在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥，碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥中，把兩個(gè)小車連接成一體（如下圖所示）。通過紙帶測(cè)出它們碰撞前后的速度v和v'

。利用平拋運(yùn)動(dòng)探究碰撞中的不變量速度的測(cè)量：利用平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)求出，即利用，進(jìn)行求解。實(shí)驗(yàn)過程：將一個(gè)質(zhì)量為m1（質(zhì)量較大）的小球從斜槽上滾下來，跟放在斜槽末端的另一質(zhì)量為m2（質(zhì)量?。┑男∏颍▋汕虬霃较嗤┌l(fā)生碰撞（正碰）。小球的質(zhì)量用天平分別測(cè)出。利用平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)及相關(guān)公式，分別求出入射小球碰撞前速度v1，和碰后入射小球的速度v1'，被碰小球

v2'。小球從斜槽末端下落的高度相同，即下落時(shí)間相同，所可以用水平位移代替水平方向的速度。是否可以用水平位移代替小球水平方向的速度？知識(shí)點(diǎn)

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動(dòng)量

實(shí)驗(yàn)表明要更準(zhǔn)確、更全面地反映運(yùn)動(dòng)物體的作用效果，必須同時(shí)考慮其速度及質(zhì)量,為此，物理學(xué)引入了一個(gè)新的物理量——?jiǎng)恿?。在物理學(xué)中，把物體的質(zhì)量

m和速度?的乘積叫做物體的動(dòng)量p，用公式表示為p=mv

在國(guó)際單位制中，動(dòng)量的單位是千克米每秒，符號(hào)是kg?m/s是狀態(tài)量，與某一時(shí)刻相對(duì)應(yīng)1.定義：2.單位：3.三性：(2)瞬時(shí)性:(1)矢量性:方向由速度方向決定，與該時(shí)刻的速度方向相同(3)相對(duì)性:物體的動(dòng)量與參考系的選擇有關(guān)，中學(xué)階段常以地球?yàn)閰⒖枷祫?dòng)量的變化（Δ

p）拓展延伸1.定義：某段運(yùn)動(dòng)過程（或時(shí)間間隔）末狀態(tài)的動(dòng)量p′跟初狀態(tài)的動(dòng)量p的矢量差，稱為動(dòng)量的變化（或動(dòng)量的增量），即p=p'-p2.動(dòng)量變化的三種情況：大小變化、方向改變或大小和方向都改變。

3.同一直線上動(dòng)量變化采用代數(shù)運(yùn)算，其方向與Δ?的方向相同：pΔppΔpvv′P′ΔpP′P′p4.不在同一直線上的動(dòng)量變化的運(yùn)算，遵循平行四邊形定則：PP′ΔP或遵循三角形法則：從初動(dòng)量的矢量末端指向末動(dòng)量的矢量末端PP′ΔP探究思考試討論以下幾種運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量變化情況①物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)②物體做自由落體運(yùn)動(dòng)③物體做平拋運(yùn)動(dòng)④物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)量大小、方向均不變動(dòng)量方向不變，大小隨時(shí)間推移而增大動(dòng)量方向時(shí)刻改變，大小隨時(shí)間推移而增大動(dòng)量方向時(shí)刻改變，大小不變vGvOvvvOGv0深入理解動(dòng)量和動(dòng)能的聯(lián)系與區(qū)別（1）動(dòng)量和動(dòng)能都是描述物體運(yùn)動(dòng)過程中的某一狀態(tài)。（2）動(dòng)量與動(dòng)能的定量關(guān)系：（3）動(dòng)量p=mv，是矢量，單位是kg·m/s，動(dòng)能Ek=mv2/2，是標(biāo)量，單位是kg·m2/s2或J。（4）動(dòng)量發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)能不一定發(fā)生變化，動(dòng)能發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)量一定發(fā)生變化。動(dòng)量發(fā)生變化速度大小改變方向不變速度大小不變方向改變速度大小和方向都改變動(dòng)能改變動(dòng)能改變動(dòng)能不變?nèi)羲俣茸兓?則動(dòng)量一定變化，動(dòng)能不一定變化。例1.一個(gè)質(zhì)量是0.1kg的鋼球，以6m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，碰到堅(jiān)硬的墻壁后彈回，沿著同一直線以6m/s的速度水平向左運(yùn)動(dòng)。若以水平向右為正方向，則碰撞前后鋼球的動(dòng)量變化為（）A．0 B．0.6kg·m/s C．-1.2kg·m/s D．1.2kg·m/s典型例題【答案】C【詳解】取水平向右的方向?yàn)檎较?，碰撞前鋼球的速度v＝6m/s，碰撞前鋼球的動(dòng)量為p＝mv＝0.1×6＝0.6kg·m/s，碰撞后鋼球的速度為v′＝-6m/s，碰撞后鋼球的動(dòng)量為p′＝mv′＝-0.1×6＝-0.6kg·m/s，碰撞前后鋼球的動(dòng)量變化為Δp＝p′-p＝-0.6kg·m/s-0.6kg·m/s＝-1.2kg·m/s，故選C。1

質(zhì)量為m的鋼球自高處落下，以速度v1碰地，豎直向上彈回，碰撞時(shí)間極短，離地的速率為v2。在碰撞過程中，鋼球動(dòng)量變化的方向和大小為（）A．向下，m（v1－v2） B．向下，m（v1＋v2）C．向上，m（v1－v2） D．向上，m（v1＋v2）【答案】D【詳解】選取豎直向下為正方向，則初動(dòng)量為p＝mv1，末動(dòng)量為p'＝－mv2，則該過程的動(dòng)量變化為

,“-”表示動(dòng)量變化的方向向上（與正方向相反），ABC錯(cuò)誤，D正確。例2.（多選）如圖所示，一個(gè)小球從A點(diǎn)由靜止開始，分別經(jīng)三個(gè)不同的光滑軌道下滑到軌道末端的B1、B2、B3（三點(diǎn)等高）處時(shí)（）A．動(dòng)量相同B．動(dòng)能相同C．機(jī)械能相同D．重力的功率相同典型例題【答案】BC【詳解】A．由圖可知，到達(dá)B1、B2、B3處時(shí)，速度方向不同，則動(dòng)量不同，故A錯(cuò)誤；BC．由于三個(gè)軌道光滑，則下滑過程中，機(jī)械能均守恒。B1、B2、B3三點(diǎn)等高，則重力勢(shì)能減少量相同，動(dòng)能增加相同，到達(dá)B1、B2、B3三點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相同，機(jī)械能相同，故BC正確；D．由于到達(dá)B1、B2、B3處時(shí)的動(dòng)能相同，則速度的大小相等方向不同，根據(jù)功率,可知，到達(dá)B1、B2、B3處時(shí)的速度大小相等，速度方向與重力方向的夾角不同，則此時(shí)重力的功率不同，故D錯(cuò)誤。故選BC。2

（多選）如圖所示，PQS是固定于豎直平面內(nèi)的光滑的四分之一圓周軌道，圓心O在S的正上方。在O、P兩點(diǎn)各有一質(zhì)量為m的小物塊甲和乙，從同一時(shí)刻開始，甲自由下落，乙沿圓弧下滑。以下說法正確的是（）A．甲比乙先到達(dá)S點(diǎn)，它們?cè)赟點(diǎn)的動(dòng)量不相同B．乙比甲先到達(dá)S點(diǎn)，它們?cè)赟點(diǎn)的動(dòng)能不相同C．甲比乙先到達(dá)S點(diǎn)，它們?cè)赟點(diǎn)的動(dòng)量相同D．乙比甲先到達(dá)S點(diǎn)，它們?cè)赟點(diǎn)的動(dòng)能相同【答案】A【詳解】在物體下落的過程中，只有重力對(duì)物體做功，故機(jī)械能守恒，則有,解得,所以在相同的高度，兩物體的速度大小相同，即速率相同，質(zhì)量相等，則動(dòng)能相等，由于甲的路程小于乙的路程，故甲比乙先到達(dá)S。又到達(dá)S點(diǎn)時(shí)甲的速度豎直向下，而乙的速度水平向左。故兩物體的動(dòng)量大小相等，方向不相同，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。例3.關(guān)于動(dòng)量和動(dòng)能，下列說法正確的是（）A．慣性越大的物體，動(dòng)量也越大B．動(dòng)量大的物體它的速度不一定大C．如果物體的速度改變，那么物體的動(dòng)能和動(dòng)量一定都改變D．如果物體的速率改變，質(zhì)量不變，那么物體的動(dòng)能和動(dòng)量可能都不變化典型例題【答案】B【詳解】A．質(zhì)量是慣性的唯一量度，慣性越大的物體，質(zhì)量越大，但動(dòng)量p=mv，不僅與質(zhì)量有關(guān)，還與速度有關(guān)，故慣性越大的物體，動(dòng)量不一定也越大，故A錯(cuò)誤；B．動(dòng)量p=mv，動(dòng)量大只說明了質(zhì)量與速度的乘積大，但速度不一定大，故B正確；C．物體的動(dòng)能Ek=?mv2，速度是矢量，速度大小不變，方向變化時(shí)，動(dòng)能不變，而動(dòng)量p=mv，速度改變時(shí)，動(dòng)量就一定改變，故C錯(cuò)誤；D．如果物體的質(zhì)量不變，速率改變，即速度大小改變，則物體的動(dòng)能和動(dòng)量都變化，故D錯(cuò)誤。故選B。3

物體在運(yùn)動(dòng)過程中加速度不為零，則下列說法正確的是()A．物體速度的大小一定隨時(shí)間變化B．物體速度的方向一定隨時(shí)間變化C．物體動(dòng)能一定隨時(shí)間變化D．物體動(dòng)量一定隨時(shí)間變化【答案】D【詳解】做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，加速度不為零，但是物體的速度方向不隨時(shí)間變化；做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，加速度不為零，但是物體的速度大小不隨時(shí)間變化，動(dòng)能也不隨時(shí)間變化；但是只要物體的加速度不為零則，物體的速度一定隨時(shí)間變化，即物體的動(dòng)量一定隨時(shí)間變化．選項(xiàng)D正確．例4.羽毛球是速度最快的球類運(yùn)動(dòng)之一。假設(shè)球飛來的速度為，我國(guó)運(yùn)動(dòng)員林丹將球以的速度反向擊回．設(shè)羽毛球質(zhì)量為5g，試求：(1)林丹擊球過程中羽毛球的動(dòng)量變化量；(2)在林丹的這次扣殺中，羽毛球的速度變化、動(dòng)能變化各是多少？典型例題【答案】(1)0.600kg.m/s，方向與羽毛球飛回的方向相同；(2)120m/s,21J【詳解】(1)以球飛回的方向?yàn)檎较颍瑒t,,所以羽毛球的動(dòng)量變化量為,即羽毛球的動(dòng)量變化大小為0.600kg.m/s，方向與羽毛球飛回的方向相同；(2)羽毛球的初速度為，羽毛球的末速度為，所以,羽毛球的初動(dòng)能,羽毛球的末動(dòng)能，所以。4

一小孩把一質(zhì)量為0.5kg的籃球由靜止釋放，釋放后籃球的重心下降高度為0.8m時(shí)與地面相撞，反彈后籃球的重心上升的最大高度為0.2m，不計(jì)空氣阻力，取重力加速度g＝10m/s2，求地面與籃球相互作用的過程中：（1）籃球動(dòng)量的變化量；（2）籃球動(dòng)能的變化量?！敬鸢浮浚?）3kg·m/s，方向豎直向上；（2）減少了3J【詳解】（1）根據(jù)題意，可知籃球與地面相撞前瞬間的速度為，且方向豎直向下，由籃球反彈后的高度，可知籃球反彈時(shí)的初速度，且方向豎直向上，規(guī)定豎直向下為正方向，籃球的動(dòng)量變化量為Δp＝（－mv2）－mv1＝－0.5×2kg·m/s－0.5×4kg·m/s＝－3kg·m/s，即籃球的動(dòng)量變化量大小為3kg·m/s，方向豎直向上。（2）籃球的動(dòng)能變化量為，即動(dòng)能減少了3J。1.關(guān)于動(dòng)量的概念，下列說法中正確的是()A．動(dòng)量大的物體慣性一定大B．動(dòng)量大的物體運(yùn)動(dòng)得一定快C．動(dòng)量相同的物體運(yùn)動(dòng)方向一定相同D．動(dòng)量相同的物體速度小的慣性大課堂練習(xí)【答案】CD【詳解】慣性的大小只和物體的質(zhì)量有關(guān)，根據(jù)可知?jiǎng)恿看?，質(zhì)量不一定大，所以慣性不一定大，同理，動(dòng)量大，速度不一定大，所以運(yùn)動(dòng)的不一定塊，AB錯(cuò)誤；動(dòng)量是矢量，動(dòng)量相同，即運(yùn)動(dòng)方向一定相同，C正確；動(dòng)量相同的情況下，質(zhì)量越大，速度越小，故動(dòng)量相同的物體速度小的慣性大，D正確．2.（多選）如圖所示，質(zhì)量相同的兩個(gè)滑塊A、B沿兩個(gè)傾角不同（分別為α和β，α>β）質(zhì)量相同的光滑斜面，從同一高度由靜止開始滑下，它們經(jīng)斜面底端時(shí)（）A．具有相同的速率 B．具有相同的動(dòng)能C．具有相同的動(dòng)量 D．具有不相同的動(dòng)量【答案】ABD【詳解】滑塊下滑過程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，由動(dòng)能定理可知，滑塊到達(dá)斜面底端時(shí)動(dòng)能相同，滑塊到達(dá)斜面底端時(shí)的速率相等，但是由于傾角不同速度方向不同，所以動(dòng)量不同，故選ABD。3.（多選）A、B兩球沿一直線運(yùn)動(dòng)并發(fā)生正碰過程，A、B組成的系統(tǒng)，外力矢量和為0，如圖所示為兩球碰撞前、后的位移隨時(shí)間變化的圖像，a、b分別為A、B兩球碰前的位移隨時(shí)間變化的圖像，c為碰撞后兩球共同運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的圖像，若A球質(zhì)量是mA=2kg，B球質(zhì)量mB=kg，則由圖判斷下列結(jié)論正確的是（??）A．碰撞前、后B球的動(dòng)量變化量為-4kg·m/sB．碰撞前、后A球的動(dòng)量變化量為-4kg·m/sC．碰撞中A、B兩球組成的系統(tǒng)損失的動(dòng)能為10JD．A、B兩球碰撞前的總動(dòng)量為kg·m/s【答案】AC【詳解】ABD．由題圖可知，碰前A球速度,B球速度,碰后A、B兩球共同速度,因此碰撞前、后A球的動(dòng)量變