1.2探究动量守恒定律 (2).ppt

沪科教2003课标版 选修3 5 探究动量守恒定律 陈标 2017 2018一师一优课 活动 从一定高度下落的生鸡蛋会怎么样 当鸡蛋所受外力大于蛋壳所能承受的力时 鸡蛋会破碎 当鸡蛋所受外力在蛋壳所能承受的力范围内时 鸡蛋不会破碎 L 恒力F对物体M做了多少功 W FL 请大家把这个功的表达式 用上学期学过的动力学 运动学公式展开 整理 化简 看看能得到什么结果 恒力F做的功等于这个物理量的变化 物体的质量为m 初速度为V1 在与运动方向相同的恒力F的作用下 发生一段位移L 速度增加到了V2 t 请大家用上学期学过的牛顿第二定律公式展开 整理 化简 看看能得到什么结果 恒力F与t的乘积等于这个物理量的变化 物体的质量为m 初速度为V1 在与运动方向相同的恒力F的作用下 经过一段时间t 速度增加到了V2 定义 物体的质量和速度的乘积 叫做物体的动量p 用公式表示为p mv 2 单位 在国际单位制中 动量的单位是千克 米 秒 符号是kg m s 3 动量是矢量 方向由速度方向决定 动量的方向与该时刻速度的方向相同 4 动量是描述物体运动状态的物理量 是状态量 5 动量是相对的 与参考系的选择有关 注意 物体的动量 总是指物体在某一时刻的动量 即具有瞬时性 故在计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度 一 动量 定义 作用在物体上的力和作用时间的乘积 叫做该力对这个物体的冲量I 用公式表示为 2 单位 在国际单位制中 冲量的单位是牛 秒 符号是N s 二 冲量 3 冲量是矢量 方向由力的方向决定 若为恒定方向的力 则冲量的方向跟这力的方向相同 4 冲量是过程量 反映了力对时间的积累效应 说明 I F t t 中的力是指恒力 既恒力的冲量可用力和时间的乘积来求 冲量大小与物体是否运动无关 计算冲量时 要明确是那一个力在那一段时间内的冲量 三 动量定理 1 物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量 这个关系叫做动量定理 2 加深理解 1 表明合外力的冲量是动量变化的原因 2 动量定理是矢量式 合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同 合外力冲量的方向与合外力的方向或速度变化量的方向一致 但与初动量方向可相同 也可相反 甚至还可成角度 如果用p和p 分别代表物体在过程始末的动量 则上式可以写为 有关动量的发展史 最先提出动量概念的是法国科学家笛卡儿 他继承了伽利略的说法 把物体的大小 质量 与速率的乘积叫做动量 忽略了动量的方向性 1668年 惠更斯明确提出动量的守恒性和方向性 他发表了一篇题为 关于碰撞对物体运动的影响 的论文 总结了他对碰撞问题的实验和理论上的研究 其结论是 每个物体所具有的 动量 在碰撞时可以增多或减少 但是他们的量值在同一方向的总和却保持不变 如果减去反方向运动的话 牛顿把笛卡儿的定义做了修改 明确的用物体的质量和速度的乘积叫做动量 更清楚的表述碰撞前后动量的关系 实验 探究碰撞中的不变量 两个物体各自的质量与自己的速度的乘积之和是不是不变量 也就是说 关系式m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 或者 各自的质量与自己的速度的二次方的乘积之和是不变量 也就是说 关系式m1v12 m2v2 m1v1 2 m2v2 2 也许 两个物体的速度与自己质量的比值之和在碰撞前后保持不变 也就是说 关系式 猜想 一 实验探究的基本思路 二 需要考虑的问题 1 实验必须保证碰撞是一维的 即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动 碰撞之后还沿同一直线运动 2 用天平测量物体的质量 3 测量两个物体在碰撞前后的速度 速度的测量 可以充分利用所学的运动学知识 如利用匀速运动 平抛运动 并借助于斜槽 气垫导轨 打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件 实验中首要的问题是如何保证碰撞是一维的 此外 还要考虑怎样测量物体的质量 怎样测量两个物体在碰撞前后的速度 二 需要考虑的问题 实验数据处理 根据表中的数据寻找碰撞前后不变量 填表时要注意思考 如果小球碰撞后运动的速度与原来的方向相反 应该怎样记录 图中滑块上红色部分为挡光板 挡光板有一定的宽度 设为L 气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关 并与计时装置相连 构成光电计时装置 当挡光板穿入时 将光挡住开始计时 穿过后不再挡光则停止计时 设记录的时间为t 则滑块相当于在L的位移上运动了时间t 所以滑块匀速运动的速度v L t 参考案例一 光电门测速原理 用气垫导轨做碰撞实验 方案二 摆球测速原理 实验装置如图所示 把两个小球用等长的线悬起来 一个小球静止 拉起另一个小球 放下时它们相碰 可以测量小球被拉起的角度 从而算出落下时的速度 测量被撞小球摆起的角度 从而算出被撞后的速度 也可以用贴胶布等方法增大两球碰撞时的能量损失 将打点计时器固定在光滑桌面的一端 把纸带穿过打点计时器 连在