高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第一冊1 動量獲獎ppt課件

這是一份高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第一冊1 動量獲獎ppt課件，共28頁。PPT課件主要包含了臺球碰撞，火車鉤碰撞，汽車碰撞，速度和力瞬間變化，課堂導(dǎo)入，尋求碰撞中的不變量，第一部分，一實(shí)驗(yàn)演示，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，二實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等內(nèi)容，歡迎下載使用。
碰撞隨處可見，說說你見過的碰撞現(xiàn)象有哪些？
以上的碰撞現(xiàn)象有什么共同特點(diǎn)？
（提示：嘗試從作用時(shí)間、速度變化、力的變化等角度去思考。
碰撞現(xiàn)象是否會遵循什么共同規(guī)律？
碰撞的研究從遵循一個(gè)不變量開始
【實(shí)驗(yàn)步驟】如圖所示，A、B是兩個(gè)懸掛起來的鋼球，質(zhì)量相等。使B球靜止，拉起A球，放開A后與B碰撞。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。然后拉起B(yǎng)至某一高度后放開，撞擊靜止的B球。觀察兩球碰撞后速度變化。
（1）A與B碰撞后 A 球停止運(yùn)動而靜止，B 球開始運(yùn)動，最終擺到和 A 球拉起時(shí)同樣的高度。說明A、B兩球碰撞后，A的速度傳遞給了B。
（2）B與C碰撞后，B球擺起的最大高度大于C球被拉起時(shí)的高度，碰撞后B球獲得較大的速度
現(xiàn)在請同學(xué)們根據(jù)以上演示實(shí)驗(yàn)，猜想以下碰撞中的不變量可能與哪些因素有關(guān)？
1.要想驗(yàn)證猜想，需要測量哪些物理量？
提示：需要測量兩個(gè)相互碰撞物體的質(zhì)量和碰撞前后的速度。
2.為實(shí)驗(yàn)方便操作和結(jié)果分析，我們在測量速度時(shí)，可以怎么辦？
提示：需保證兩個(gè)物體碰撞前沿同一直線運(yùn)動，碰撞后仍沿這條直線運(yùn)動。
這種碰撞叫做一維碰撞。
3.實(shí)驗(yàn)需要哪些實(shí)驗(yàn)器材？
（1）質(zhì)量的測量儀器：
（2）速度的測量儀器：
請簡述實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)方案？
4.請簡述測量速度的方案設(shè)計(jì)？
方案一：利用光電門測速
兩輛小車都放在滑軌上，用一輛運(yùn)動 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。小車的速度用滑軌上的光電計(jì)時(shí)器測量。
，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。
方案二：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速
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，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）。通過紙帶測出它們碰撞前后的速度。
以下是某組同學(xué)實(shí)驗(yàn)后得出的數(shù)據(jù)記錄，根據(jù)數(shù)據(jù)猜想以下碰撞中的不變量是什么？
猜想1：兩個(gè)物體碰撞前后動能之和不變，所以質(zhì)量小的球速度大；
猜想2：兩個(gè)物體碰撞前后速度與質(zhì)量的乘積之和可能是不變的……
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，此實(shí)驗(yàn)中兩輛小車碰撞前后，動能之和并不相等，但質(zhì)量與速度的乘積之和卻基本不變。
請同學(xué)們閱讀課文“動量”部分，看看物理上賦予mv怎樣的物理意義？待學(xué)生看完后帶領(lǐng)學(xué)生一起總結(jié)動量的知識：
1. 定義：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量p，用公式表示為p=mv
2. 單位：千克米每秒(kg?m/s)
3.動量是矢量，其方向有速度決定。
問題：（1）若質(zhì)量為60 kg的運(yùn)動員(包括球)以5 m/s的速度向東奔跑,他的動量是多大?方向如何?當(dāng)他以恒定的速率做曲線運(yùn)動時(shí),他的動量是否變化?（2）若這名運(yùn)動員與對方運(yùn)動員相撞后速度變?yōu)榱?他的動量的變化量多大?動量的變化量的方向如何?
p=mv=300 kg·m/s,方向向東
物體以恒定速率做曲線運(yùn)動時(shí)，動量大小不變，但是方式時(shí)刻在變，故動量發(fā)生改變。
Δp=p2-p1=0-mv=-300kg·m/s，故動量大小為300kg·m/s，方向向西。
4.動量的性質(zhì)(1)瞬時(shí)性:通常說物體的動量是物體在某一時(shí)刻或某一位置的動量,動量的大小可用p=mv表示。(2)相對性:因物體的速度與參考系的選取有關(guān),故物體的動量也與參考系的選取有關(guān)。5.動量的變化量動量的變化量是矢量,其表達(dá)式Δp=p2-p1為矢量式,運(yùn)算遵循平行四邊形定則,當(dāng)p2、p1在同一條直線上時(shí),可規(guī)定正方向,將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。
不在同一條直線上的動量變化的運(yùn)算，遵循平行四邊形定則
動量和動能有什么區(qū)別聯(lián)系？
物體由于運(yùn)動而具有的能
千克米每秒（kg·m/s）
v 變化（方向），Ek 不一定變化
v 變化，p 一定變化
動量與動能的區(qū)別與聯(lián)系
1.(動量的概念)關(guān)于物體的動量,下列說法正確的是(　　)A.運(yùn)動物體在任一時(shí)刻的動量方向,一定是該時(shí)刻的速度方向B.物體的加速度不變,其動量一定不變C.動量越大的物體,其速度一定越大D.動量越大的物體,其質(zhì)量一定越大答案:A解析:動量具有瞬時(shí)性,任一時(shí)刻物體動量的方向,即為該時(shí)刻的速度方向,選項(xiàng)A正確;加速度不變,則物體速度的變化率恒定,物體的速度均勻變化,故其動量也均勻變化,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;物體動量的大小由物體質(zhì)量及速度的大小共同決定,不是只由物體的速度決定的,故物體的動量大,其速度不一定大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;物體的動量越大,其質(zhì)量并不一定越大,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
2.(動量的理解)(多選)下列關(guān)于動量的說法正確的是(　　)A.物體的動量越大,其慣性也越大B.做勻速圓周運(yùn)動的物體,其動量不變C.一個(gè)物體的速率改變,它的動量一定改變D.一個(gè)物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化,它的動量一定改變答案:CD解析:因?yàn)閜=mv,所以動量越大,質(zhì)量不一定越大,故其慣性也不一定越大,A錯(cuò);做勻速圓周運(yùn)動的物體速度的方向時(shí)刻變化,所以其動量時(shí)刻變化,B錯(cuò);速度的大小、方向有一個(gè)量發(fā)生變化都認(rèn)為速度變化,動量也變化,C對;運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化即速度發(fā)生變化,動量一定改變,D對。
3.(尋求碰撞中的不變量)在探尋碰撞中的不變量的實(shí)驗(yàn)中,下面是某實(shí)驗(yàn)小組選用水平氣墊導(dǎo)軌、光電門來研究兩個(gè)滑塊碰撞過程中系統(tǒng)動量的變化情況。實(shí)驗(yàn)儀器如圖所示。實(shí)驗(yàn)過程:(1)調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平,并使數(shù)字計(jì)時(shí)器系統(tǒng)正常工作;(2)在滑塊1上裝上擋光片并測出其長度l;(3)在滑塊2的碰撞端面粘上橡皮泥(或雙面膠紙);(4)用天平分別測出滑塊1和滑塊2的質(zhì)量m1、m2;
(5)把滑塊1和滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌上,讓滑塊2處于靜止?fàn)顟B(tài)(v2=0),用滑塊1以初速度v1與之碰撞(這時(shí)數(shù)字計(jì)時(shí)器系統(tǒng)自動計(jì)算時(shí)間),撞后兩者粘在一起,分別記下滑塊1的擋光片碰前通過光電門的遮光時(shí)間t1和碰后通過光電門的遮光時(shí)間t2;
(6)先根據(jù)v= 計(jì)算滑塊1碰撞前的速度v1及碰后兩者的共同速度v;再計(jì)算兩滑塊碰撞前后的質(zhì)量與速度乘積,并比較兩滑塊碰撞前后的質(zhì)量與速度乘積之和。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):m1=0.324 kg,m2=0.181 kg,l=1.00×10-3 m
答案:0.094　0　0.093　0.138　0　0.136在誤差允許的范圍內(nèi),碰前系統(tǒng)質(zhì)量和速度乘積之和等于碰后系統(tǒng)質(zhì)量和速度乘積之和解析:先分清碰前與碰后的狀態(tài)量,再代入數(shù)據(jù)計(jì)算。
4.(動量變化量的計(jì)算)我國羽毛球運(yùn)動員扣殺羽毛球的速度曾達(dá)到332 km/h。假設(shè)羽毛球飛來的速度為90 km/h,運(yùn)動員將球以332 km/h的速度反向擊回。設(shè)羽毛球的質(zhì)量為5 g,試求擊球過程中羽毛球的動量變化。答案:0.586 kg·m/s　方向與羽毛球飛來的方向相反