1.1-2物体地碰撞动量动量守恒定律(1)

学案1 物体的碰撞学案2 动量动量守恒定律(1)

[目标定位] 1.探究物体弹性碰撞的一些特点，知道弹性碰撞和非弹性碰撞.2.理解动量、冲量的概念，知道动量的变化量也是矢量.3.理解动量定理的确切含义，会用其来解释和计算碰撞、缓冲等现象．

图1

一、弹性碰撞和非弹性碰撞

[问题设计] 演示实验：小明用如图1所示装置做实验．

(1)如图1所示，让橡皮球A 与另一静止的橡皮球B 相碰，两橡皮球的质量相等，会看到什么现象？两橡皮球碰撞过程中总动能相等吗？

(2)小明在A 、B 两球的表面涂上等质量的橡皮泥，再重复实验(1)，可以看到什么现象？若两橡皮球粘在一起上升的高度为橡皮球A 摆下时的高度的1

4，则碰撞过程中总动能相等

吗？ [要点提炼]

1．碰撞：碰撞就是两个或两个以上的物体在相遇的 时间产生非常大的相互作用的过程．其最主要特点是：相互作用 ，作用力 和作用力峰值 等． 2．弹性碰撞：两个物体碰撞后形变能够完全恢复，碰撞后没有动能转化为其他形式的能量，则碰撞前后两物体构成的系统的动能 ．这种碰撞也称为完全弹性碰撞． 3．非弹性碰撞：两个物体碰撞后形变不能完全恢复，该过程有动能转化为其他形式的能量，总动能 ．非弹性碰撞的特例：两物体碰撞后粘在一起以共同的速度运动，该碰撞称为完全非弹性碰撞，碰撞过程能量损失最多． 二、动量及其变化

[问题设计] 假定一个质量为m 的物体，初速度为v ，在合力F (恒力)的作用下，经过一段时间Δt 后，速度变为v ′.求这一过程中m 、v 、v ′、F 、Δt 的关系． [要点提炼]

1．冲量(1)定义式：I ＝ 冲量是矢量，方向与力 的方向相同． (2)冲量是 (填“过程”或“状态”)量，反映的是力在一段时间的积累效果．

2．动量

(1)定义式：p ＝mv ，动量是矢量，方向与 的方向相同，v 是相对速度． (2)动量是状态(填“过程”或“状态”)量，进行运算时必须明确是哪个物体在哪一状态(时刻)的动量．

(3)动量和动能的表达式分别为p ＝mv 和E k ＝12mv 2

.动量是矢量，而动能是 ．当速度

发生变化时，物体的动量发生变化，而动能不一定发生变化． (4)动量的变化Δp ＝p ′－p 的理解 ①Δp 是矢量：与 的方向相同．

②若p ′、p 不在一条直线上，要用 求矢量差；若p ′、p 在一条直线上，先规定 ，再用正负表示p ′、p ，则可用Δp ＝p ′－p ＝ 进行代数运算． 3．动量定理

(1)容：物体所受合力的冲量等于 ，这个关系叫做动量定理，其表达式为 . (2)对动量定理的理解

①动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因．

②动量定理的表达式是矢量式，运用动量定理解题时，要注意规定正方向．

③公式中的F 是物体所受的合外力，若合外力是变力，则F 应是合外力在作用时间的平均值．

[延伸思考]运输易碎物品时包装箱为什么放置碎纸、泡沫塑料等柔软填充物？

一、对碰撞的理解

例1 一个质量为2 kg的小球A以v0＝3 m/s的速度与一个静止的、质量为1 kg的小球B正碰，试根据以下数据，分析碰撞性质：

(1)碰后小球A、B的速度均为2 m/s；

(2)碰后小球A的速度为1 m/s，小球B的速度为4 m/s.

二、对动量及变化量的理解

例2 羽毛球是速度较快的球类运动之一，运动员扣杀羽毛球的速度可达到100 m/s，假设球飞来的速度为50 m/s，运动员将球以100 m/s的速度反向击回．设羽毛球的质量为10 g，试求：(1)羽毛球的动量变化量；(2)羽毛球的动能变化量．

三、对动量定理的理解和应用

例3 质量为0.5 kg的弹性小球，从1.25 m高处自由下落，与地板碰撞后回跳高度为0.8 m，g取10 m/s2.

(1)若地板对小球的平均冲力大小为100 N，求小球与地板的碰撞时间；

(2)若小球与地板碰撞无机械能损失，碰撞时间为0.1 s，求小球对地板的平均冲力．

物体的碰撞动量

⎩⎪⎪⎨⎪

⎪⎧

碰撞⎩⎨⎧

特点：作用时间短，作用力变化快，作用力峰值大分类⎩

⎪⎨⎪⎧

弹性碰撞

非弹性碰撞

冲量：力与作用时间的乘积：I ＝F ·Δt ，方向与力的方

向相同

动量：质量与速度的乘积：p ＝mv ，方向与速度的方向 相同

动量定理：F ·Δt ＝mv ′－mv

1．(对碰撞的理解)关于常见的碰撞的分类，下列说法错误的是( ) A ．碰撞前后两物体的总动能不变的碰撞，叫弹性碰撞 B ．碰撞前后两物体的总动能减少的碰撞，叫非弹性碰撞

C．碰撞前后两物体的总动能增加的碰撞，叫非弹性碰撞

D．碰撞后两物体具有共同速度的碰撞，叫完全非弹性碰撞

2．(对动量及变化量的理解)关于动量的变化量，下列说法中正确的是( )

A．做直线运动的物体速度增大时，动量的增量Δp与速度的方向相同

B．做直线运动的物体速度减小时，动量的增量Δp与运动方向相反

C．物体的速度大小不变时，动量的增量Δp为零

D．物体做曲线运动时，动量的增量Δp一定不为零

3．(对动量定理的理解和应用)从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是( )

①掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小②掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小③掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢④掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间短，而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间长

A．①② B．②③ C．②④ D．③④

4．(对动量定理的理解和应用)一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后连为一体，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5 m，据测算两车相撞前的速度约为30 m/s.则：

(1)试求车祸中车质量约60 kg的人受到的平均冲力是多大？

(2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是 1 s，求这时人体受到的平均冲力为多大？