实验--探究碰撞中的不变量课件.ppt

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1、生活中的各种碰撞现象实验：探究碰撞中的不变量探究目标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。大量事实表明，A、B两物体碰撞后，速度发生了变化，当改变A、B两物体的质量时，速度变化的情况也有所不同。那么，碰撞前后存在什么不变量呢？最简单的碰撞情形：A、B两物体碰撞前后沿同一条直线运动，即一维碰撞。碰撞前后速度V的变化和物体的质量m的关系，可以做如下猜测：猜想：实验思路1、建立模型：实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动，且方向同向为

2、正，反向为负；2、用天平测量物体的质量；3、怎样测量两个物体在碰撞前后的速度？测速原理1光电门测速：测出滑块经过光电门的时间t，则滑块匀速运动的速度为v=L/t气垫导轨碰撞滑块光电门L单摆测速：设摆绳长为L，测出摆角θ和β，机械能守恒可得速度为橡皮泥θβ保证两绳等长测速原理2橡皮泥打点计时器测速：测出相邻计数点间的距离⊿X，可得速度为v=⊿X/⊿t测速原理3用天平测出辆小车的质量（包括撞针或橡皮泥）固定打点计时器，连好电路。平衡摩擦力做实验改变质量，重做实验数据记录与处理：频闪照片测速：分析频闪照片中A、B滑块碰撞前后的位置情况，设频闪时间间隔为⊿t，可得速度为

3、vA=XA/⊿t测速原理4hh斜槽末端切向水平平抛测速：测出碰撞前后各球落点到O间的距离XOP、XOM、XON，各球空中运动时间均相同，设为⊿t，可得速度为v=XOP/⊿t为防止碰撞中A球反弹，有mA＞mB落点确定：测速原理5注意：5、用正确的方法从落点的痕迹找出落点的位置；3、实验中不需要测量时间，也不需要测量桌面的高度；4、能正确判断小球碰撞前后的落点(m1>m2);1、斜槽末端的切线要水平；2、从同一高度释放小球；OPMN天平、刻度尺、重垂线平抛测速的其他方案需测球的直径测速原理5碰撞可能有很多情形1、两个质量相同的物体相碰撞，两个质量相差悬殊的物体相碰撞

4、。2、两个速度大小相同、方向相反的物体相碰撞，一个运动物体与一个静止物体相碰撞。3、碰撞时可能中间通过弹簧接触，碰后分开，碰后也可能粘在一起不再分开……寻找的不变量：必须在各种碰撞的情况下都不改变。实验分析实验分析实验分析实验分析实验结果实验探究表明，A、B两物体碰撞前后的不变量为：课堂练习1、如图所示，利用气垫导轨和光电门研究碰撞中的不变量，已知光电门的宽度为L，两滑块质量分别为mA和mB,开始时滑块A和B相向运动，经过光电门的时间各自为⊿tA和⊿tB，碰撞后，滑块B和A先后以⊿tB’和⊿tA’经过右侧光电门，如果实验中测出碰撞前后两滑块的质量和速度乘积之和保

5、持不变，则可用题中条件写出所满足的关系式是________________________________________2、某同学利用如图所示的装置探究碰撞中的不变量，则（1）下列说法正确的是()A．悬挂两球的细绳长度要适当，且等长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．两小球碰后可以粘合在一起共同运动（2）已知两球A和B的质量之比为2：1，如图所示，开始时A球从与竖直成450角的位置静止释放，之后两球粘在一起向右摆动，最大摆角为300，如果本实验允许的最大误差是±4%，试分析碰撞前后两球的质量与速度乘积之和是否

6、保持不变？ABD1.531m√gL1.553m√gL1.4%课堂练习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，测得小车A的质量为310g，小车B(包括橡皮泥)的质量为205g，计算可知，两小车相互作用前质量与速度的乘积之和为___kg·m/s；两小车相互作用以后质量与速度的乘积之和为______kg·m/s(保留三位有效数字)。两结果不完全相等的主要原因

7、是___________________________________________________0.6200.618纸带与打点计时器的限位孔及小车与木板间有摩擦。课堂练习4、某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞中的不变量的实验：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，并测得各计数点间距标在图上，A为运动起始的第一点，则应选_______段来计

8、算A的碰前速度，应选__