碰撞中的动量守恒1.ppt

名人名言 这些看起来天壤之别的运动 遵从着一条相同的科学规律 动量守恒定律 想像远比知识重要 知识有涯 而想像能环抱整个世界 爱因斯坦 16 1实验 探究碰撞中的不变量 生活实例 问题起因 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 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 单摆测速 设摆绳长为L 测出摆角 和 机械能守恒可得速度为 测速原理2 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 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 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 实验步骤不论采用哪种方案 实验过程均可按实验方案合理安排 参考步骤如下 1 用天平测相关质量 2 安装实验装置 3 使物体发生碰撞 4 测量或读出相关物理量 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 找出碰撞中的守恒量 7 整理器材 结束实验 注意事项1 保证两物体发生的是一维碰撞 即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 2 若利用气垫导轨进行实验 调整气垫导轨时注意利用水平仪确保导轨水平 3 若利用摆球进行实验 两小球静放时球心应在同一水平线上 且刚好接触 摆线竖直 将小球拉起后 两条摆线应在同一竖直面内 4 碰撞有很多情形 我们寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变 才符合要求 实验记录及分析 a 1 实验记录及分析 a 2 实验记录及分析 a 3 实验记录及分析 a 4 实验记录及分析 b 实验记录及分析 c 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保持不变 ABD 1 531m gL 1 553m gL 1 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是 0 620 0 618 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 段来计算A的碰前速度 应选 段来计算A和B碰后的共同速度 以上两格填 AB 或 BC 或 CD 或 DE 2 已测得小车A的质量m1 0 40kg 小车B的质量m2 0 20kg 由以上测量结果可得碰前总动量为 kg m s 碰后总动量为 kg m s BC DE 0 420 0 417 课堂练习 9 用如图所示的装置进行探究碰撞中的不变量的实验 1 先测出滑块A和B的质量M和m及滑块与桌面的动摩擦因数 查出当地的重力加速度g 2 用细线将滑块A和B连接 使A和B间的弹簧处于压缩状态 滑块B紧靠在桌边缘 3 剪断细线 测