实验探究碰撞中的不变量ppt课件.ppt

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1、第十六章动量守恒定律1.实验：探究碰撞中的不变量生活中的各种碰撞现象台球碰撞的频闪照片汽车碰撞实验钉钉子打桩机打桩飞鸟撞飞机拳击打网球儿童乐园碰碰车水上电动碰碰船碰撞是日常生活、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．物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变(守恒)．1、一维碰撞我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动．这种碰撞叫做一维碰撞．实验探究的基本思路P2演示A、B是两个悬挂起来的钢球，

2、质量相等。使B球静止，拉起A球，放开后A与B碰撞，观察碰撞前后两球运动的变化。换为质量相差较多的两个小球，重做以上实验如图所示，A、B是悬挂起来的钢球，把小球A拉起使其悬线与竖直线夹一角度a，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．1.如两球的质量mA=mB2.如果mA>mB3.如果mA

3、物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度．设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前它们速度分别为v1、v2，碰撞后的速度分别为v1’、v2’．规定某一速度方向为正．碰撞前后速度的变化和物体的质量m的关系，我们可以做如下猜测：……指明了探究的方向和实验的目的1.两个物体各自的质量与自己的速度的乘积之和是不是不变量？P2课文，描述思路m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’？2.或者，各自的质量与自己的速度的二次方的乘积之和是不变量？m1v12+m2v2=m1v1’2+m2v2’2？3.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？②必须在各种

4、碰撞的情况下都不改变的量，才是我们追寻的不变量．①碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”．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．实验条件的保证、实验数据的测量1．实验必须保证碰撞是一维的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．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;参考案例一：光电门测速原理如图所示，图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为L．气垫导轨上黄色框架上安装

5、有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置．当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t，则滑块相当于在L的位移上运动了时间t，所以滑块匀速运动的速度v=L/t．参考案例二：摆球测速原理实验装置如图所示。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。参考案例三：打点计时器测速原理将打点计时器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，

6、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）。通过纸带测出它们碰撞前后的速度。两个物体由静止弹开也是一种碰撞情况参考案例四――一平抛测速原理实验装置如图所示。把两块大小不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧．将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察物体的运动情况，通过测量桌高和水平位移，可以算出抛出时的初速度。碰撞前碰撞后质量m1m2m1m2速度V1V2V1’V2’mvm1v1+m2v2M1v’1+m2v’2mv2m1v12+m2v22M1v’12+m2v’22v/m实验记录及分析某同

7、学利用两个半径相同的小球及斜槽探究碰撞中的不变量，主要步骤如下：(1)用天平测出两个小球的质量m1＝32.6g、m2＝20.9g，记下斜槽末端在水平面上的投影O.(2)不放置被碰小球，让入射小球m1从某位置由静止释放，记下m1的落地点P.其中，v1是不放置m2时入射小球做平抛运动的初速度，v1′、v2′是放置被碰小球时m1、m2做平抛运动的初速度．由实验数据经分析计算，判断哪一种猜想正确．[思路点拨]探究物理规律需要发散思维和层层逼近的方法，通常分三步：第一步明确探究目的，第二步选择实验仪器进行数据测量，第三步进行猜测、推理、判断．解析：解题时要注意结合题目

8、所给数据，对各猜想进行分析计算．解题关键是抓住不变量