1、第一章 动量守恒定律台球的碰撞微观粒子的散射 物理学的研究表明,它们遵从相同的科学规律动量守恒定律。动量守恒定律是自然界中最普遍的规律之一。1.1 动量横州市百合中学韦衍虎18276143537问题导入 用两根长度相同的线绳,分别悬挂两个完全相同的钢球A、B,且两球并排放置。拉起A球,然后放开,该球与静止的B球发生碰撞。可以看到,碰撞后A球停止运动而静止,B球开始运动,最终摆到和A球拉起时同样的高度。为什么会发生这样的现象呢?一、寻求碰撞中的不变量演 示质量不同小球的碰撞 结论:两个物体碰撞前后的速度都会发生变化,物体的质量不同时速度变化的情况也不一样。那么,碰撞前后那个物理量是不变的?猜想:
2、动能不变2cc2BB2cc2BBvm21vm21vm21vm21猜想2:质量与速度乘积和不变ccBBccBBvmvmvmvm1.实验猜想2.实验验证次数次数 m1/kg m2/kg v/(m.s-1)v/(m.s-1)10.5190.5190.6280.30720.5190.7180.6560.26530.7180.5190.5720.321 两辆小车都放在滑轨上,用一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车,碰撞后两辆小车粘在一起运动。小车的速度用滑轨上的光电计时器测量。验证猜想:初动能:末动能:动能是否变化12322210m21vm21221vmm21)(0.1020.1120.1640.049变化
3、变化变化0.0430.064验证猜想2:前质量与速度乘积:m1v+m20末质量与速度乘积:(m1+m2)v乘积是否变化1230.3260.3400.4110.3180.3270.397不变不变不变动能之和并不相等,但是质量与速度的乘积之和却基本不变。二、动量 物理学中把质量和速度的乘积mv定义为物体的动量,用字母p表示p=mv动量P是个矢量,方向和速度v的方向相同动量是状态量动量具有相对性,与参考系的选择有关动量与动能的关系:kmE2p 课本例题 一个质量为0.1 kg的钢球,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6m/s的速度水平向左运动。碰撞前后钢球的动量变化了
4、多少?解:以小球为研究对象,取水平向右为坐标轴的正方向。碰前:P=mv=0.16=0.6kgm/sxo 碰撞后钢球的速度为v=-6m/s,碰撞后钢球的动量p=m v=0.1(-6)=0.6kgm/s,(注意负号)碰撞前后钢球动量的变化为:p=p-p=-1.2kgm/s负号与坐标轴的方向相反,方向水平向左。做一做 让一位同学把一个充气到直径1.5 m左右的大乳胶气球,以某一速度水平投向你,请你接住。把气放掉后气球变得很小,再把气球以相同的速度投向你。两种情况下,你的体验有什么不同?例1:解答以下三个小题,总结动量与动能概念的不同。(1)质量为2kg的物体,速度由3m/s増大为6m/s,它的动量和
5、动能各增大为原来的几倍?课堂练习解:(1)初动量为p0=mv0=23kgm/s=6kgm/s末动量为p=mv=26kgm/s=12kgm/s2倍初动能为J9J3221mv21E2200k末动能为J36J6221mv21E22k4倍(2)质量为2kg的物体,速度由向东的3m/s变为向西的3m/s,它的动量和动能是否变化了?如果变化了,变化量各是多少?解:动量变化了,动能没有变化。取向东为正方向,则物体的末速度为v=-3m/s。动量变化量为P=mv-mv=2(-3)-23kgm/s=-12kgm/s负号表示动量改变了的方向与正方向相反,即向西课堂练习课堂练习(3)A物体质量是2kg,速度是3m/s,方向向东;B物体质量是3kg,速度是4m/s,方向向西。它们的动量的矢量和是多少?它们的动能之和是多少?解:取向东为正方向,则B物体的速度为vB=-4m/s。两物体动量之和为P=mAvA+mBvB=23+3(-4)kgm/s=-6kgm/s动能之和为J33J43213221vm21vm21E222BB2AAk)(课堂小结一、寻求碰撞中的不变量二、动量物理学中把质量和速度的乘积mv定义为物体的动量,用字母p表示p=mv动量P是个矢量,方向和速度v的方向相同动量是状态量动量具有相对性,与参考系的选择有关动量与动能的关系:kmE2p