实验探究碰撞中的不变量ppt课件.ppt

第16章第1节实验：探究碰撞中的不变量,1,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。,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？,2,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,3,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2,4,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3,5,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,vA=XA/t,测速原理4,6,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mAmB,落点确定：,测速原理5,7,平抛测速的其他方案,测速原理5,8,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。,9,实验猜想,10,实验分析,11,实验分析,12,实验分析,13,实验分析,14,实验分析,15,实验结果,实验探究表明，A、B两物体碰撞前后的不变量为：,16,【实验目的】验证碰撞中的动量守恒定律。【实验原理】在一维碰撞中,测出物体的质量m1、m2和碰撞前、后物体的速度v1、v2、v1、v2,算出碰撞前的动量p=m1v1+m2v2及碰撞后的动量p=m1v1+m2v2,看碰撞前、后动量是否相等。,17,【实验器材】斜槽、小球(两个)、天平、直尺、复写纸、白纸、圆规等。【实验过程】(1)用天平测出两小球的质量,并选定质量大的小球为入射小球。(2)按照实验原理图甲安装实验装置,调整、固定斜槽使斜槽底端水平。(3)白纸在下,复写纸在上且在适当位置铺放好,记下重垂线所指的位置O。,18,(4)不放被撞小球,让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下,重复10次。用圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都圈在里面。圆心P就是小球落点的平均位置。(5)把被撞小球放在斜槽末端,让入射小球从斜槽同一高度自由滚下,使它们发生碰撞,重复实验10次。用步骤(4)的方法,标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N,如实验原理图。(6)连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度,将测量数据填入表中。(7)整理好实验器材放回原处。,19,【数据处理】验证表达式:【误差分析】本实验误差主要来源:(1)小球每次释放位置存在差异。(2)小球离开轨道时的速度不水平。(3)M、N、P点位置确定存在误差。,20,【注意事项】(1)斜槽末端的切线必须水平。(2)入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放。(3)选质量较大的小球作为入射小球。(4)实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变。,21,【典型例题】在用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”实验时，左侧滑