动量
【教学目标】
1．明确探究碰撞中的不变量的基本思路。
2．掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法。 3．掌握实验数据处理的方法。 4．理解动量的概念。
【教学重难点】
1．通过实验数据的分析得出物体碰撞前后的不变量。 2．动量的概念。
【教学方法】
教师由浅入深启发、引导，学生自主学习，小组合作探究进行实验，讨论、交流、反馈、质疑、补充、展示、总结学习成果。
【教学用具】
投影仪，多媒体辅助教学设备；完成该实验的实验器材，如气垫导轨、滑块等。
【教学过程】
一、创设情境，引入课题
教师播放打台球的视频（ppt展示） 思考：（1）生活中常见的碰撞有哪些？ （2）我们曾经探究过哪些守恒量？
演示实验：使用碰撞摆，拉起1个让其与另一个小球相碰撞，观察碰撞前后的对称运动现象。
为什么碰撞后小球的运动状态会交换？
这个现象提示我们碰撞前后各有什么物理量保持不变？ 二、新课教学
（一）寻求碰撞中的不变量 碰撞比较复杂，初步研究应简化模型 （多媒体展示）简化模型：
碰前：m1，v1，m2，v2
碰后：m1，v1′，m2，v2′（板书） 问题：（1）要想保证碰撞v1，v2满足什么样的关系？ （2）想让问题更简单，v2等于多少？ 我们称简化之后的模型为一维碰撞，请学生总结一维碰撞。 问题：碰撞过程和运动有关的物理量有哪些？ 再次猜想碰撞中的不变量（猜想假设得出与质量、速度有关） 小组讨论一：测量物体的速度可以有哪些方法？ 小组讨论二： （1）如何保证碰撞是一维的？ （2）如何保证碰撞前后为匀速运动？如何检验？ （3）小车最初状态如何？光电计时器测出的三个速度分别代表谁？ 1．实验器材：滑轨、光电计时器、电子秤、小车（两个）等。 2．实验过程： （1）测质量：用电子秤测出小车的质量m1、m2。 （2）安装：正确安装好光电计时器和滑轨。 （3）实验：接通电源，让质量小的小车在两个光电门之间，给质量大的小车一个初速度去碰撞质量小的小车，利用配套的光电计时器测出两个小车各种情况下碰撞前后的速度v1、v1′、v2′。 （4）填写实验表格，验证一维碰撞中的守恒量（附在后面）。 质量 速度 mv m1= v1= m1v1+m2v2= m1v12+m2v22= 碰撞前 m2= v2= m1= v1′= m1v1′+m2v2′= m1v1′2+m2v2′2= 碰撞后 m2= v2′= mv2 （二）动量
我们最终得出什么实验结论？
从实验的数据可以看出，此实验中两辆小车碰撞前后，动能之和并不相等，但是质量与速度（矢量，要考虑方向）的乘积之和却基本不变。
课后小实验：你能否设计其它的方法进行探究？
教师：上面的实验提示我们，对于发生碰撞的两个物体来说，它们的mv之和在碰撞前后可能是不变的。这使我们意识到，mv这个物理量具有特别的意义。
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 动量的单位是由质量的单位与速度的单位构成的，是千克米每秒，符号是kg·m/s。动量是矢量，动量的方向与速度的方向相同。
【例题】一个质量为0.1kg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多少？
分析：动量是矢量，虽然碰撞前后钢球速度的大小没有变化，但速度的方向变化了，所以动量的方向也发生了变化。为了求得钢球动量的变化量，需要先选定坐标轴的方向，确
定碰撞前后钢球的动量，然后用碰撞后的动量减去碰撞前的动量求得动量的变化量。
解：取水平向右为坐标轴的方向。碰撞前钢球的速度为6m/s，碰撞前钢球的动量为
p＝mv＝0.1×6kg·m/s＝0.6kg·m/s
碰撞后钢球的速度v′＝－6m/s，碰撞后钢球的动量为 p′＝mv′＝－0.1×6kg·m/s＝－0.6kg·m/s 碰撞前后钢球动量的变化量为
Δp＝p′－p＝（－0.6－0.6）kg·m/s＝－1.2kg·m/s
动量的变化量是矢量，求得的数值为负值，表示它的方向与坐标轴的方向相反，即Δp的方向水平向左。
【达标检测】
1．在“探究碰撞中的不变量”的实验中，为了顺利地完成实验，入射球质量为m1，被碰球质量为m2，二者关系应是（ D ）
A．m1>m2 B．m1=m2
C．m1 D．以上三个关系都可以 2．两球相向运动，发生正碰，碰撞后两球均静止，于是可以断定，在碰撞以前（ C ） A．两球的质量相等 B．两球的速度大小相同 C．两球的质量与速度的乘积之和的大小相等 D．以上都不能断定 3．某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图所示。在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。 （1）若已得到打点纸带如图所示，并将测得的各计数点间距离标在图上，A点是运动起始的第一点，则应选__________段来计算A的碰前速度，应选_________段来计算A和B碰后的共同速度（以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）。 （2）已测得小车A的质量m1=0.40kg，小车B的质量m2=0.20kg，由以上测量结果可得：碰前mAvA+mBvB=_________kg?m／s；碰后mAvA’+mBvB’=__________kg?m/s。并比较碰撞前后两个小车质量与速度的乘积之和是否相等。 答案：（1）BC DE （2）0.420 0.417 动量定理 【教学目标】 一、知识与技能 1．理解动量和冲量的定义。 2．能从牛顿运动定律推导出动量定理的表达式，理解动量定理的表述，知道动量定理也适用变力。 3．能够运用动量定理解释有关现象，处理有关问题。 二、过程与方法 1．经历动量定理的推导过程，学会用数学方法研究物理问题。 2．用动量定理进行定量计算，提高学生定量计算的能力。 3．通过用动量定理处理实际问题，提高学生质疑、分析和解决问题的能力。 三、情感态度与价值观 1．培养学生的观察与动手能力，鼓励学生将所学知识用于日常生活、生产实践。 2．提高学生的交流能力。 【教学重点】 动量定理的推导及文字表述。 【教学难点】 应用动量定理解决实际有关问题。 【教学方法】 实验法、讲练法、讨论法 【教学工具】 2个鸡蛋、2个烧杯、布、刻度尺 【教学过程】 一、新课导入 演示：鸡蛋掉落。 图片：鸟撞飞机。 提问：鸡蛋为何完好？小小飞鸟何以能撞毁飞机这样的庞然大物？如果没有海绵垫在下面。鸡蛋还会完好吗？ 教师：上节课学习了动量，同样都是动量由mv变成0，实验中有海绵和没有海绵这两者有什么不同？
新教材高中物理人教版(2024)选择性必修 第一册-1.1,1.2 动量与动量定理-教案
