师：同学们，今天我们一起来学习高二物理选择性必修一第一单元第一节冲量动量。首先，我们一起观看几张碰撞的图片。在自然界中，碰撞现象司空见惯，大至宇宙天体，小至微观粒子都会发生碰撞。在生活中，碰撞现象更是随处可见，比如台球运动中的撞击、游乐场中的碰碰车。在游乐场开碰碰车时，我们有这样的经验：当运动的车去碰静止的车时，如果运动的车总质量越大，车速越快，那么静止的那辆车会被撞击得越远。可见，碰撞产生的效果与碰撞物体的质量和速度都有关系。
接下来，我们观察一组演示实验。我们用到的实验器材有一盒细沙、两个质量不同的钩码以及两个相同的小板凳。实验运用控制变量的思想，根据板凳被撞击后陷入沙中的深度来判断碰撞效果。
实验操作一：把小板凳水平放在细沙表面，用不同质量的钩码从同一高度静止释放碰撞小板凳，观察小板凳两次陷入细沙中的深度。请观看实验视频。
通过实验可以得出结论：从同一高度释放质量不同的钩码，质量越大，被撞小板凳陷入细沙中的深度越深。
实验操作二：将小板凳平放在细沙表面，用同一钩码从不同高度静止释放碰撞小板凳，观察小板凳两次陷入细沙中的深度。请观看实验视频。
通过实验，我们可以得到：从不同高度释放同一钩码，高度越高，被碰小板凳陷入沙中的深度越深。
综上所述，对同一被碰小板凳，其陷入沙中的深度与碰撞钩码的质量和碰前速度都有关。
除了碰撞问题，运动的物体停下来的过程也涉及到物体的速度和质量。比如快速运动的子弹，因为速度大难以停下；滚落的巨石由于质量大，同样难以停下来。人们在研究上述问题时，为了更好地说明，引入一个与质量和速度都有关的物理量——动量。
物理学中把物体质量与速度的乘积称为物体的动量，通常用字母p来表示，即p = m×v。动量的单位由质量的单位和速度的单位共同决定。在国际单位制中，动量的单位是千克·米/秒。
我们从三个方面来理解动量：
首先，动量是矢量，也就是说动量是有方向的，这个方向由速度的方向决定，与该时刻速度方向相同。既然动量是一个矢量，那么我们在研究问题时一定要规定正方向，这一点非常重要。
其次，动量是状态量，物体在运动过程中速度的大小或方向发生变化时，它的动量也会随之变化，因此，动量可以描述物体的运动状态。
最后，动量定义式中的速度指的是对地速度，大家需要注意。
我们知道动能，它也是一个用来衡量物体机械运动的物理量，那么动量和动能之间又有什么区别和联系呢？
首先，动量和动能都是描述机械运动状态的物理量。动量是用物体的质量和物体的速度来定义，它是一个矢量；而动能是用物体的质量和速度的大小来定义，它是一个标量。它们之间的大小换算关系为：动量p = $\sqrt{2mE_{k}}$，或者动能$E_{k}$ = $\frac{p^{2}}{2m}$ 。
接下来，我们利用刚才学习的知识来分析生活中的情境。
例题一：试分析下列情境中物体的动量和动能如何变化？
自由落体运动中的动量和动能如何变化？
匀速圆周运动以及平抛运动中的动量怎么变？动能怎么变？
一起来看：
物体自由下落时，运动方向不变，但速度大小逐渐增大，所以物体的动量大小增大，方向不变，动能增大。
当物体做匀速圆周运动时，速度大小不变，但方向时刻在变，因此物体的动量大小不变，方向改变，动能不变。
平抛运动的物体速度大小和方向都在变，所以动量和动能也在变化，其中动量的大小增大，方向改变，动能增大。
来看一下例2。先来审题，如图，质量为58克的网球，以30米每秒的速率水平向右飞行，被球拍击打后又以30米每秒的速率水平返回，试求被球拍击打前后网球的动量分别是多少，动量的变化量又是多少呢？
我们来分析一下。在碰撞之前，网球向右运动，球的动量方向向右；在碰撞之后，网球改向左运动，此时动量向左。可以发现碰撞前后网球动量的方向发生变化，则动量的变化量可以用碰后的动量减去碰前的动量来计算。规范表达如下：
解：设水平向右为正方向，则网球的初速度$V_{1}$ = 30米每秒，碰后的速度$V_{2}$ = - 30米每秒。网球的质量58克换算成国际单位0.058千克。击打前设球的动量为$P_{1}$，$P_{1}$ = m×$V_{1}$ = 0.058千克×30米每秒 = 1.74千克·米/秒，方向水平向右。击打后球的动量设为$P_{2}$，$P_{2}$ = m×$V_{2}$ = 0.058千克×(- 30米每秒) = - 1.74千克·米/秒，方向水平向左。
在这里需要注意两点：
第一点，动量是矢量，计算时需要先设正方向，与正方向相同的物理量表示为正，与正方向相反的物理量则表示为负，正负号只表示方向。
第二点，网球被击打前后，虽然动量的大小没有发生变化，但方向变了，因此动量发生了变化。
动量的变化量$\Delta p$ = 碰后动量$P_{2}$ - 碰前动量$P_{1}$，计算可得 - 3.48千克·米/秒。其中负号表示方向与正方向相反，动量的变化量$\Delta p$方向水平向左。
我们也可以在此情境的基础上进行拓展，计算被击打前后球的动能的变化量是多少。由于击打前后网球速度的大小没有发生变化，所以动能的变化量为0。
通过本题可以知道，动量和动量的变化量是矢量，而动能和动能的变化量是标量。在刚才的计算中，我们发现网球被击打前后动能不变，说明球具有的机械能不变，而动量却发生了变化。
那么是什么原因导致物体的动量发生变化呢？请同学们观察以下实验，并思考动量变化的原因，以及用什么物理量能恰当地描述碰撞过程。
实验一：将一个砝码从高空静止释放，与下方坚硬的木板发生碰撞。这里力传感器可以测出碰撞时砝码受到的作用力大小，请观察实验。
再来看一下实验二：将同一砝码从同一高度静止释放，这里也体现了控制变量的思想，砝码与垫有海绵的木板碰撞，请观察实验现象。
刚才的实验中，砝码两次碰撞的FT图像如图所示，红色表示垫有海绵的情况，蓝色表示与坚硬的木板碰撞的情况。通过计算机计算可得，我们发现两次碰撞曲线下方的阴影面积很接近，而这个面积则表示碰撞过程中作用力在时间上的积累效果FT。
因此在物理学中，我们将力与力作用时间的乘积定义为冲量，用I来表示，I = F×t。在国际单位制中，冲量的单位是牛·秒。