《高中物理 第一章 碰撞與動量守恒 1.1 物體的碰撞 1.2 動量 動量守恒定律課件 粵教版選修35》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第一章 碰撞與動量守恒 1.1 物體的碰撞 1.2 動量 動量守恒定律課件 粵教版選修35（50頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第一節(jié)第一節(jié)物體的碰撞物體的碰撞第二節(jié)第二節(jié)動量動量動量守恒定律動量守恒定律目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引二三一四一、什么是碰撞一、什么是碰撞碰撞是兩個或兩個以上的物體在相遇的極短時間內(nèi)產(chǎn)生的非常大的相互作用的過程,主要特點(diǎn)是相互作用時間短、作用力變化快、作用力峰值大等.五目標(biāo)導(dǎo)航二三一四預(yù)習(xí)導(dǎo)引二、正碰和斜碰二、正碰和斜碰物體間碰撞的形式多種多樣.兩小球碰撞,作用前后沿同一直線運(yùn)動,稱為正碰.兩小球碰撞,作用前后不沿同一直線運(yùn)動,稱為斜碰.五目標(biāo)導(dǎo)航三二一四預(yù)習(xí)導(dǎo)引三、彈性碰撞和非彈性碰撞三、彈性碰撞和非彈性碰撞1.若兩球碰撞后形變能完全恢復(fù),則沒有能量損失,碰撞前后兩小球構(gòu)成的系統(tǒng)的動能

2、相等,我們稱這種碰撞是彈性碰撞.2.若兩球碰撞后它們的形變不能完全恢復(fù)原狀,這時將有一部分動能最終會轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪?碰撞前后系統(tǒng)的動能不再相等,我們稱這種碰撞是非彈性碰撞.五目標(biāo)導(dǎo)航三二一四預(yù)習(xí)導(dǎo)引如圖所示,光滑水平面上并排靜止著小球2、3、4,小球1以速度v0射來,已知四個小球完全相同,小球間發(fā)生彈性碰撞,則碰撞后各小球的運(yùn)動情況如何?答案:小球1與小球2碰撞交換速度,小球2與小球3碰撞交換速度、小球3與小球4碰撞交換速度,最終小球1、2、3靜止,小球4以速度v0運(yùn)動.五目標(biāo)導(dǎo)航四三一二預(yù)習(xí)導(dǎo)引四、沖量和動量四、沖量和動量物理學(xué)中,物體受到的力與力的作用時間的乘積叫做力的沖量,而運(yùn)動物體

3、的質(zhì)量和它的速度的乘積叫做物體的動量.動量是一個矢量,用符號p表示.它的方向和速度的方向相同.在國際單位制中,動量的單位是千克米每秒,符號是kgms-1.物體所受合力的沖量等于物體動量的改變量,其表達(dá)式為Ft=mv-mv,這個關(guān)系叫動量定理.五目標(biāo)導(dǎo)航四三一二預(yù)習(xí)導(dǎo)引答案:由牛頓第二定律知,質(zhì)量是慣性大小的量度,質(zhì)量大的物體的運(yùn)動狀態(tài)難以改變,質(zhì)量小的物體的運(yùn)動狀態(tài)容易改變,所以,小孩被碰倒,這也說明了決定物體狀態(tài)的因素應(yīng)是質(zhì)量和速度.這樣,我們把質(zhì)量和速度組合在一起引入一個新的物理量動量.五目標(biāo)導(dǎo)航五三一二預(yù)習(xí)導(dǎo)引四五、動量守恒定律五、動量守恒定律精確實(shí)驗(yàn)表明:物體在碰撞時,如果系統(tǒng)所受到的

4、合外力為零,則系統(tǒng)的總動量保持不變,這就是動量守恒定律.設(shè)兩個質(zhì)量分別為m1和m2的物體組成的系統(tǒng),碰撞前后速度分別由v1、v2變?yōu)関1、v2,則一維運(yùn)動的動量守恒定律可以表示為m1v1+m2v2=m1v1+m2v2動量守恒定律并不限于兩個物體間的相互作用,一個系統(tǒng)里可以包括任意數(shù)目的物體,只要整個系統(tǒng)受到的合外力等于零,系統(tǒng)的總動量就守恒.目標(biāo)導(dǎo)航五三一二預(yù)習(xí)導(dǎo)引四在光滑的水平面上有一輛平板車,一個人站在車上用大錘敲打車的左端,如圖所示,在連續(xù)的敲打下,這輛車能持續(xù)地向右運(yùn)動嗎?答案:不能,當(dāng)錘頭打下去時,錘頭向右運(yùn)動,系統(tǒng)總動量要為零,車就向左運(yùn)動;舉起錘頭時,錘頭向左運(yùn)動,車就向右運(yùn)動,

5、用錘頭連續(xù)敲擊時,車只是左右擺動,一旦錘頭不動,車就會停下來,所以車不能持續(xù)向右運(yùn)動.知識精要遷移應(yīng)用典題例解二一一、動量與動能一、動量與動能1.通常所說的物體的動量是指物體在某一時刻的動量,求動量時應(yīng)明確物體某一時刻的瞬時速度.2.動量的表達(dá)式p=mv是矢量表達(dá)式,動量的方向與物體瞬時速度的方向相同.計算動量時,如果物體在一條直線上運(yùn)動,則選定一個正方向后,動量的矢量運(yùn)算就可以轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算了.3.選取不同的參考系,同一物體的速度可能不同,物體的動量也就不同,即動量具有相對性,通常在不說明參考系的情況下,物體的動量是指相對地面的動量.4.設(shè)物體的初動量p=mv,末動量p=mv,則物體動量的變

6、化p=p-p=mv-mv.由于動量是矢量,因此,上式一般意義上是矢量式.當(dāng)初、末動量在同一直線上時,可通過正方向的選定,使動量變化的計算簡化為帶正、負(fù)號的代數(shù)運(yùn)算.思考探究三四在必修2中我們學(xué)過“動能”的概念,我們知道動能也是描述運(yùn)動物體狀態(tài)的量.(1)它和動量有什么區(qū)別和聯(lián)系?(2)動量大的物體動能一定大嗎?(3)質(zhì)量和速度大小相同的兩個物體動能相同,它們的動量也一定相同嗎?知識精要遷移應(yīng)用典題例解二一思考探究三四答案:(1)動量與動能的比較知識精要遷移應(yīng)用典題例解二一思考探究三四知識精要遷移應(yīng)用典題例解二一思考探究三四【例1】 (多選)關(guān)于動量的概念,下列說法中正確的是() A.動量大的物

7、體慣性一定大B.動量大的物體運(yùn)動一定快C.動量相同的物體運(yùn)動方向一定相同D.動量相同的物體速度小的慣性大解析:物體的動量是由速度和質(zhì)量兩個因素決定的,動量大的物體質(zhì)量不一定大,慣性也不一定大;同樣,動量大的速度也不一定大,但由于動量是矢量,動量相同說明動量大小相等、方向相同,所以此時物體速度方向一定相同,即運(yùn)動方向相同.此時,速度小的物體質(zhì)量肯定大,因此慣性也大.答案:CD 知識精要遷移應(yīng)用典題例解二一思考探究三四知識精要遷移應(yīng)用典題例解二一思考探究三四1.關(guān)于物體的動量,下列說法中正確的是()A.運(yùn)動物體在任一時刻的動量方向,一定是該時刻的速度方向B.物體的加速度不變,其動量一定不變C.動量

8、越大的物體,其速度一定越大D.物體的動量越大,其慣性也越大答案:A 知識精要遷移應(yīng)用典題例解二一思考探究三四解析:動量具有瞬時性,任一時刻物體動量的方向,即為該時刻的速度方向,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錯誤.物體動量的大小由物體質(zhì)量及速度大小共同決定,不是由物體的速度唯一決定,故物體的動量大,其速度不一定大,選項(xiàng)C錯誤.慣性由物體質(zhì)量決定,物體的動量越大,其質(zhì)量并不一定越大,慣性也不一定越大,故選項(xiàng)D錯誤.知識精要遷移應(yīng)用典題例解二一思考探究三四2.質(zhì)量為m=2 kg的物體,從空中水平勻速飛行的飛行物上自由落下,已知飛行物的速

9、度為v0=3 m/s,求物體離開飛行物后0.4 s末的動量,不計空氣阻力,g取10 m/s2.答案:10 kgm/s,方向與水平方向成53角知識精要遷移應(yīng)用典題例解二一思考探究三四二、沖量二、沖量知識精要遷移應(yīng)用典題例解二一思考探究三四知識精要遷移應(yīng)用典題例解思考探究二一三四為了參加這項(xiàng)比賽,有一位同學(xué)做了如圖所示的實(shí)驗(yàn).讓雞蛋從約1.5 m的高處自由落下,分別落在海綿墊上和塑料盤上.(1)你會看到什么現(xiàn)象?(2)如何定性地解釋此現(xiàn)象?答案:(1)落到海綿墊上的雞蛋完好,而落到塑料盤上的雞蛋破碎.(2)在動量變化一定的情況下,如果需要增大作用力,必須縮短作用時間;在動量變化一定的情況下,如果需

10、要減小作用力,必須延長作用時間緩沖作用.遷移應(yīng)用二一三四知識精要遷移應(yīng)用典題例解思考探究【例2】 放在水平面上質(zhì)量為m的物體,在時間t內(nèi),用一水平力F推它,但物體始終沒有移動,則這段時間內(nèi)F對物體的沖量為() A.0B.FtC.mgtD.無法判斷解析:對于沖量的理解要與做功區(qū)分開,當(dāng)有力作用在物體上時,經(jīng)過一段時間的累計,該力對物體就有沖量,不管物體是否發(fā)生了位移,即沖量的大小只與力和時間有關(guān),與位移是沒有關(guān)系的.本題中力F對物體有了沖量但物體卻沒有位移的原因是摩擦力對物體也有沖量,這兩個沖量的大小相等,方向相反,合沖量為零.答案:B 知識精要遷移應(yīng)用典題例解思考探究二一三四二一三四知識精要遷

11、移應(yīng)用典題例解思考探究答案:50 Ns-50 Ns0知識精要遷移應(yīng)用典題例解思考探究二一三四二一三四知識精要遷移應(yīng)用典題例解思考探究三、動量定理及應(yīng)用三、動量定理及應(yīng)用1.由于動量是矢量,動量的變化量也是矢量,所以求動量的變化量時要應(yīng)用平行四邊形定則.若初、末動量在同一直線上,則可將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算,但此時要先選取正方向,并且一定要注意初、末動量的正負(fù)號.動量變化包括三種情況:動量的大小變化,動量的方向變化,動量的大小、方向都發(fā)生變化.2.動量定理不僅適用于恒力,也適用于變力,其研究對象可以是單個物體,也可以是可視為單個物體的系統(tǒng).動量定理主要有以下應(yīng)用:知識精要遷移應(yīng)用典題例解二一思考

12、探究三四(1)應(yīng)用Ft=p分析物理現(xiàn)象若p一定,t越小,力F就越大.即在動量變化一定的情況下,通過減小作用時間,可以增大作用力.反之,要想減小作用力,可以通過延長作用時間來實(shí)現(xiàn),如我們從高處跳到低處時屈腿,跳高時運(yùn)動員落到海綿墊子上等現(xiàn)象中都通過延長作用時間來減小作用力.F一定,力的作用時間越長,動量變化越大;力的作用時間越短,動量變化越小.二一三四知識精要遷移應(yīng)用典題例解思考探究(2)應(yīng)用動量定理可進(jìn)行定量計算據(jù)動量定理I=p或Ft=mv-mv可知:a.若已知I可求p.b.若已知p可求I.c.若已知p及作用時間t可求平均作用力F.應(yīng)用動量定理解題的一般步驟:a.確定研究對象;b.對研究對象進(jìn)

13、行正確的受力分析,確定合外力及作用時間;c.找出物體的初、末狀態(tài)并確定相應(yīng)的動量;d.選取正方向,確定每個動量的符號;e.根據(jù)動量定理列方程求解.二一三四知識精要遷移應(yīng)用典題例解思考探究如何正確區(qū)分動量和動量的變化量?知識精要遷移應(yīng)用典題例解思考探究二一三四知識精要遷移應(yīng)用典題例解思考探究二一三四答案:(1)0.32(2)130 N(3)9 J二一三四知識精要遷移應(yīng)用典題例解思考探究二一三四知識精要遷移應(yīng)用典題例解思考探究1.(多選)物體在恒定外力F的作用下運(yùn)動,則以下說法正確的是()A.物體所受沖量的大小與時間成正比B.物體動量的變化率恒定C.物體動量的變化恒定D.物體動量的變化與時間成正比

14、答案：ABD知識精要遷移應(yīng)用典題例解思考探究二一三四二一三四知識精要遷移應(yīng)用典題例解思考探究二一三四知識精要遷移應(yīng)用典題例解思考探究四、動量守恒定律的理解及應(yīng)用四、動量守恒定律的理解及應(yīng)用1.動量守恒定律的常用的表達(dá)式(1)p=p(系統(tǒng)作用前的總動量p等于系統(tǒng)作用后的總動量p);(2)p1=-p2(相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng),一個物體動量的變化量與另一個物體的動量的變化量大小相等、方向相反);(3)p=0(系統(tǒng)的總動量增量為0);(4)m1v1+m2v2=m1v1+m2v2(相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng),作用前的總動量等于作用后的總動量).知識精要遷移應(yīng)用典題例解二一思考探究三四2.應(yīng)用動量

15、守恒定律解題的基本步驟(1)分析題意,合理地選取研究對象,明確系統(tǒng)是由哪幾個物體組成的.(2)分析系統(tǒng)的受力情況,分清內(nèi)力和外力,判斷系統(tǒng)的動量是否守恒.(3)確定所研究的作用過程.選取的過程應(yīng)包括系統(tǒng)的已知狀態(tài)和未知狀態(tài),通常為初態(tài)到末態(tài)的過程,這樣才能列出對解題有用的方程.(4)對于物體在相互作用前后運(yùn)動方向都在一條直線上的問題,設(shè)定正方向,各物體的動量方向可以用正、負(fù)號表示.(5)建立動量守恒方程,代入已知量求解.二一三四知識精要遷移應(yīng)用典題例解思考探究如何理解動量守恒定律的“五性”?答案:1.矢量性是指定律的表達(dá)式是一個矢量式.(1)該式說明系統(tǒng)的總動量在任意兩個時刻不僅大小相等,而且

16、方向也相同.(2)在求系統(tǒng)的總動量p=p1+p2+時,要按矢量運(yùn)算法則計算.2.相對性是指動量守恒定律中,系統(tǒng)中各物體在相互作用前后的動量,必須相對于同一慣性系,各物體的速度通常均為對地的速度.知識精要遷移應(yīng)用典題例解二一思考探究三四3.條件性是指動量守恒是有條件的,應(yīng)用時一定要首先判斷系統(tǒng)是否滿足守恒條件.(1)系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零,系統(tǒng)的動量守恒.(2)系統(tǒng)受外力,但在某一方向上合外力為零,則系統(tǒng)在這一方向上動量守恒.4.同時性是指動量守恒定律中p1、p2必須是系統(tǒng)中各物體在相互作用前同一時刻的動量,p1、p2必須是系統(tǒng)中各物體在相互作用后同一時刻的動量.5.普適性是指動量守

17、恒定律不僅適用于兩個物體組成的系統(tǒng),也適用于多個物體組成的系統(tǒng).不僅適用于宏觀物體組成的系統(tǒng),也適用于微觀粒子組成的系統(tǒng).二一三四知識精要遷移應(yīng)用典題例解思考探究答案:D知識精要遷移應(yīng)用典題例解二一思考探究三四二一三四知識精要遷移應(yīng)用典題例解思考探究知識精要遷移應(yīng)用典題例解二一思考探究三四答案：C二一三四知識精要遷移應(yīng)用典題例解思考探究知識鏈接案例探究類題試解包含兩個及兩個以上物理過程的動量守恒問題,應(yīng)根據(jù)具體情況來劃分過程,在每個過程中合理選取研究對象,要注意兩個過程之間的銜接條件,如問題不涉及或不需要知道兩個過程之間的中間狀態(tài),應(yīng)優(yōu)先考慮取“大過程”求解.(1)對于由多個物體組成的系統(tǒng),在

18、不同的過程中往往需要選取不同的物體組成的不同系統(tǒng).(2)要善于尋找物理過程之間的相互聯(lián)系,即銜接條件.思路分析:研究對象是什么系統(tǒng)動量是否守恒研究過程是哪個列式、求解知識鏈接案例探究類題試解解析:子彈射穿A的過程極短,因此在射穿過程中車對A的摩擦力及子彈的重力作用可忽略,即認(rèn)為子彈和A組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒;同時,由于作用時間極短,可認(rèn)為A的位置沒有發(fā)生變化.設(shè)子彈射穿A后的速度為v,由動量守恒定律mBv0=mBv+mAvA,A獲得速度vA后相對車滑動,由于A與車間有摩擦,最后A相對車靜止,以共同速度v運(yùn)動,對于A與車組成的系統(tǒng),水平方向動量守恒,因此有mAvA=(mA+m)v,答案:2.

19、5 m/s 知識鏈接案例探究類題試解知識鏈接案例探究類題試解答案:(1)2.1 m/s(2)4 m/s 知識鏈接案例探究類題試解如圖所示,在光滑水平面上有兩個并排放置的木塊A、B,已知mA=0.5 kg,mB=0.3 kg.現(xiàn)有質(zhì)量m0=0.08 kg的小物塊C以初速v0=25 m/s 在A表面沿水平方向向右滑動,由于C與A、B間均有摩擦,C最終停在B上,B、C最后的共同速度 v=2.5 m/s.求:(1)A木塊的最終速度的大小;(2)C物塊滑離A木塊的瞬時速度大小.解析：小物塊C沿木塊A表面滑動時,A對C的摩擦力使C做減速運(yùn)動,使A、B共同做加速運(yùn)動;C滑上B后,C繼續(xù)做減速運(yùn)動,B繼續(xù)加速,A勻速運(yùn)動,A、B開始分離,直至C、B達(dá)到共同速度,然后C、B一起做勻速運(yùn)動.在上述過程中A、B、C構(gòu)成的系統(tǒng)所受的合外力為零,系統(tǒng)的動量守恒.(1)設(shè)木塊A的最終速度為v1,C滑離A時的速度為v2,由動量守恒定律,對A、B、C有m0v0=mAv1+(mB+m0)v,解得v1=2.1 m/s.(2)當(dāng)C滑離A后,對B、C有m0v2+mBv1=(mB+m0)v,或?qū)、B、C有m0v0=(mA+mB)v1+m0v2解得v2=4 m/s.知識鏈接案例探究類題試解