第01讲 动量（原卷版）-【帮课堂】2022-2023学年高一物理同步精品讲义（人教2019选择性必修一）

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知识精讲
第01 节 动量
课程标准 课标解读
1．一维两个物体碰撞前后的速度的测量
方法；
2．理解动量概念及其矢量性。
1．认识一维碰撞。
2．掌握在同一条直线上运动的两个物体碰撞前、后速
度的测量方法。
3．通过实验得到一维碰撞中的不变量表达式。
4．会计算一维情况下的动量及其变化量。
5．会计算非一维状态下的物体的动量变化量。
知识点 01 寻求碰撞中的不变量
1．实验探究的基本思路
(1)碰撞中的特殊情况——一维碰撞
两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这条直线运动．高中阶段仅限于用一维碰撞进行研究．
在一维碰撞的情况下，与物体运动有关的物理量只有物体的质量和速度，因此实验要测量物体的质量和速
度．
(2)寻找碰撞中的不变量
①碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们寻找的“不变量”．
②必须在多种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们寻找的“不变量”．
③猜想：在一维碰撞的情况下，设两个物体的质量分别为 m1、m2，碰撞前的速度分别为 v1、v2，碰撞
后的速度分别为 v1′、v2′.如果速度与规定的正方向一致，则速度取正值，否则取负值．
(ⅰ)碰撞中的不变量可能是质量与速度的乘积，那么就相应验证：m1v1＋ m 2v2＝ m 1v1′ ＋ m 2v2′.
(ⅱ)碰撞中的不变量可能是质量与速度的二次方的乘积，那么就相应验证：m1v＋m2v＝m1v1′2＋m2v2′2.
(ⅲ)碰撞中的不变量也许是物体的速度与质量的比值，那么就相应地验证：＋＝＋.
当然还有其他可能，依次进行验证．
2．实验探究方案
【方案 1】利用等长悬线悬挂等大小的小球实现一维碰撞
实验步骤：
(1)按下图所示安装实验装置：
(2)质量的测量：用天平测量质量．
(3)速度的测量：可以测量小球被拉起的角度，根据机械能守恒定律算出小球碰撞前对应的速度；测量
碰撞后两小球分别摆起的对应角度，根据机械能守恒定律算出碰撞后对应的两小球的速度．
(4)不同碰撞情况的实现：用贴胶布的方法增大两小球碰撞时的能量损失．
注意：利用摆球测定的方法：
根据机械能守恒定律得到摆球在最低点的速度：mgL(1－cos θ)＝mv2，得：v＝.
【即学即练 1】(多选)某同学利用如图所示的装置探究碰撞过程中的不变量，下列说法正确的是(　　)
A．悬挂两球的细绳长度要适当，可以不等长
B．由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度
C．两小球必须都是钢性球，且质量相同
D．两小球碰后可以黏合在一起共同运动
【方案 2】用气垫导轨完成两个滑块的一维碰撞
实验步骤
(1)按下图所示安装气垫导轨．
(2)调节气垫导轨水平，并使光电计时器系统正常工作．
(3)在滑块 1上装上挡光片并测出其长度 l.
(4)在滑块 2的碰撞端面粘上橡皮泥 ( 或双面胶纸 ) ．
(5)用天平测出滑块 1和滑块 2的质量 m1、m2.
(6)把滑块 1和滑块 2放在气垫导轨上，让滑块 2处于静止状态(v2＝0)，用滑块 1以初速度 v1与之碰撞
(这时光电计时器系统自动计算时间)，撞后两者粘在一起，分别记下滑块 1的挡光片碰前通过光电门的遮
光时间t1
和碰后通过光电门的遮光时间t2.
(7)先根据 v＝计算滑块 1碰撞前的速度 v1及碰后两者的共同速度 v；再计算两滑块碰撞前后的动量，并
比较两滑块碰撞前后的动量的矢量和．
【即学即练 2】在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量实验中，下列哪些因素可导致实验误差(　　)
A．导轨安放不水平　　　 B．滑块上挡光板倾斜
C．两滑块质量不相等 D．两滑块碰后连在一起
知识点 02 动量
1．定义：物体质量和速度的乘积，用字母 p表示，p＝mv.
2．动量的矢量性：动量既有大小，又有方向，是矢量．动量的方向与速度的方向一致，运算遵循矢
量运算法则．
3．单位：国际单位是千克·米每秒，符号是kg·m/s.
4．动量具有相对性：选取不同的参考系，同一物体的速度可能不同，物体的动量也就不同，即动量
具有相对性．通常在不说明参考系的情况下，物体的动量是指相对地面的动量．
【知识拓展】
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