实验探究碰撞中的不变量（有课本例题）ppt课件.pptx

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1、§1实验：探究碰撞中的不变量1.猜想两个物体碰撞前后哪些物理量保持不变。2.讨论实验的基本思路。3.尝试设计实验方案，知道实验需要测量的物理量和所需器材。4.根据不同的实验方案设计实验记录表，收集并正确记录数据。5.分析实验数据，得出实验结论。学习目标生活中的碰撞现象碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化。两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样。那么，碰撞前后会不会有什么物理量保持不变？新课导入一、探究碰撞中的不变量一维碰撞：碰撞前后两个物体都在同一直线上运动。新课讲授如图所示，A、B是悬挂起来的钢球，把小球A拉起使其悬线与

2、竖直线成一角度α，放开后A球运动到最低点与B球发生碰撞，碰后B球摆幅为β角。如两球的质量mA=mB，碰后A球静止，B球摆角β=α，这说明A、B两球碰后交换了速度；如果mA>mB，碰后A、B两球一起向右摆动；如果mA

3、m2ʋ22=m1ʋ1′2+m2ʋ2′2是否成立？还是有其他的可能？也许，两个物体的速度与自己质量的比值之和在碰撞前后保持不变？也就是说，关系式是否成立？1、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；2、用天平测量物体的质量；3、测量两个物体在碰撞前后的速度。三、实验条件的保证、实验数据的测量测量物体的速度可以有哪些方法？速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。3.各种碰撞情景的实现：利用弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮

4、泥设计各种类型的碰撞，利用滑块上加重物的方法改变碰撞物体的质量。方案一：利用气垫导轨实现一维碰撞1.质量的测量：用天平测量。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。这种碰撞叫做一维碰撞。2.速度的测量：，式中Δx为滑块上挡光片的宽度，Δt为数字计时器显示的滑块上挡光片经过光电门的时间。气垫导轨方案二：摆球测速原理如图把两个小球用线悬起来，一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰。可以测量小球被拉起的角度，从而算出落下时的速度；测量被撞小球摆起的角度，从而算出被撞后的速度。也可以用贴胶布等方法增大两球碰撞时的能量损失。方案三：打点计时器测速原理将打点计时器

5、固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。让小车A运动，小车B静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个小车连接成一体（如下图所示）。通过纸带测出它们碰撞前后的速度。方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。方案二：带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。方案三：光滑长木板、打点计时器、电源、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥。实验器材不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下：1.用天平称量相关物体的质量；2.安装实验器材；

6、3.使物体发生碰撞；4.测量或读出相关物理量的数据，计算有关速度；5.改变碰撞条件，重复步骤3、4；6.进行数据处理，通过分析比较，找出碰撞中的不变量；7.整理器材，结束实验。实验步骤1．实验数据的处理实验数据的处理和实验结论为了探究碰撞中的不变量，将实验中测得的物理量填入如下表格，然后探究不变量。碰撞前碰撞后质量m1=4m2=4m1=4m2=4速度ʋ1=ʋ2=0ʋ1ʹ=ʋ2ʹ=mʋm1ʋ1+m2ʋ2=m1ʋ1ʹ+m2ʋ2ʹ=mʋ2m1ʋ12+m2ʋ22=m1ʋ1ʹ2+m2ʋ2ʹ2=实验记录及分析a─1（质量相等的两物体的碰撞）碰撞前碰撞后质量m1=4m2=2m1=4m2

7、=2速度ʋ1=ʋ2=0ʋ1ʹ=ʋ2ʹ=mʋm1ʋ1+m2ʋ2=m1ʋ1ʹ+m2ʋ2ʹ=mʋ2m1ʋ12+m2ʋ22=m1ʋ1ʹ2+m2ʋ2ʹ2=实验记录及分析a─2（改变被碰物的质量）碰撞前碰撞后质量m1=2m2=4m1=2m2=4速度ʋ1=ʋ2=0ʋ1ʹ=ʋ2ʹ=mʋm1ʋ1+m2ɒ2=m1ʋ1ʹ+m2ʋ2ʹ=mʋ2m1ʋ12+m2ʋ22=m1ʋ1ʹ2+m2ʋ2ʹ2=实验记录及分析a─3（改变碰撞物的质量和速度）碰撞前碰撞后质量m1=4m2=2m1=4m2=2速度ʋ1=0ʋ2=0ʋ1ʹ=ʋ2ʹ=mʋm1ʋ1+m2ʋ2=m1ʋ