师：今天我们一起来学习动量守恒定律的第一节内容——动量。先来看一个演示实验：等长悬线下挂着两个质量相等的钢球，使其中一个钢球从适当高度由静止释放摆下，在最低点与另一个钢球发生弹性正碰。可以看到，一次碰撞后，原来运动的钢球静止下来，被撞钢球则摆起到几乎相同的高度，周而复始，这说明两个钢球在碰撞前后交换了速度。

　　从这个演示实验中，我们看到两个质量相等的小球相互碰撞后速度发生了交换。那是不是所有的碰撞都有这样的规律呢？我们再看下面的情况。刚才是两个质量相等的小球碰撞，现在把其中一个换成质量不同的小球，比如把a球换成质量大于b球的c球，将c球拉到某一高度放开，撞击静止的b球，观察现象。

　　从这个实验我们发现，c球碰撞b球后，并没有像第一个实验那样速度发生交换，b球运动时，c球也跟着一起运动。大家思考一下，碰撞前后什么量是不变的？有同学可能猜想，碰撞前后动能之和不变，质量小的物体速度大；也有同学可能猜想，碰撞前后速度与质量的乘积之和不变；还有同学可能猜想，质量与速度的比值不变等等。到底怎样呢？我们通过实验来验证。这里要注意，碰撞前指即将发生碰撞的那一刻，碰撞后指碰撞刚结束的时刻。

　　我们把两个小车放在滑板上，用一辆运动的小车撞击一辆静止的小车，碰撞后两小车粘在一起。运动小车的速度用滑轨上的光电计时器测量。下面给出某次实验采集的数据，m是运动小车的质量，M?是静止小车的质量，v是运动小车碰撞前的速度，v′是碰撞后两辆小车的共同速度。我们用天平测出两小车的质量，用光电门传感器测量碰撞前后的速度，并记录如下：[此处列出具体数据]

　　接下来处理这些数据，看看和我们的哪个猜想相符。这里有碰撞前m与速度的乘积，碰撞后连在一起的质量与速度的乘积，还有碰撞前的动能、碰撞后的动能。观察这几组数据，可以看到碰撞前后m与v的乘积几乎相等，而碰撞前后的动能差别很大。所以，我们的猜想更符合第二种，即速度与质量的乘积是一个保持不变的定值，碰撞前的mv和碰撞后的mv相等。由此得出结论：此实验中两辆小车碰撞前后动能之和不相等，质量与速度的乘积基本不变。

　　我们把质量与速度的乘积用一个物理量表示，这个物理量叫动量。在物理学中，把物体的质量m和速度的乘积叫做物体的动量，用公式p = mv来表示，动量用p表示。

　　再来看动量的单位，在国际单位制中，动量的单位是千克·米/秒，符合质量单位千克和速度单位米/秒的乘积。

　　动量是一个矢量，因为等号后面的速度是矢量，所以动量的方向由速度方向决定，与该时刻的速度方向相同，这体现了动量的瞬时性，它是一个状态量，与某一时刻相对应，速度取瞬时速度。同时，动量具有相对性，与参考系的选择有关，一般我们以地球为参考系，速度为物体对地速度。

　　下面来看例题。一个质量为0.1千克的钢球，以6米/秒的速度水平向右运动，碰到障碍物后被弹回，沿同一直线以6米/秒的速度水平向左运动。碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？方向如何？

　　首先画图分析，从图中看到钢球一开始往右，被撞后往左。因为动量是矢量，所以要规定正方向，这里规定水平向右为正方向。碰撞前钢球的速度为6米/秒，那么动量P? = mv? = 0.6千克·米/秒。碰撞后钢球的速度变为 - 6米/秒，碰撞后的动量P? = mv? = - 0.6千克·米/秒。动量的变化量Δp = P? - P? = - 0.6千克·米/秒 - 0.6千克·米/秒 = - 1.2千克·米/秒，这与图像分析完全符合，且动量变化的方向向左。

　　再看一个例子。一个质量为0.2千克的皮球从H = 0.8米处自由落下，与地面相碰后反弹的最大高度为0.45米，求球与地面相互作用前后时刻的动量以及球与地面相互作用过程中动量的变化。

　　根据前面学过的运动学知识，从0.8米高处自由落下，即将着地时的速度V?可由运动学公式V?2 - 0 = 2gh?求出，V? = √(2gh?) = √(2×10×0.8) = 4米/秒。反弹后的速度V?可由0 - V?2 = - 2gh?求出，V? = √(2gh?) = √(2×10×0.45) = 3米/秒。

　　有了速度，动量就好求了。下落时动量方向与速度方向一致向下，P? = mV? = 0.2×4 = 0.8千克·米/秒；反弹时动量方向与速度方向一致向上，P? = mV? = 0.2×3 = 0.6千克·米/秒。动量的变化量Δp = P? - P? = 0.6 - 0.8 = - 0.2千克·米/秒，方向向上。