碰撞中的不变量.ppt

1、1、探究碰撞中的不变量,1、实验：探究碰撞中的不变量,【知识目标】 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 【重点、难点】 1、碰撞中的不变量的探究； 2、实验数据的处理,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,生活实例,如mA=mB，碰后A球静止，B球摆角=，这说明A、B两球碰后交换了速度；,如mAmB，碰后A、B两球一起向右摆动；,如mAmB，碰后A球反弹、B球向右摆动,以上现象说明当A、B两球的质量关系发生

2、变化时，速度变化的情况也不同,牛顿摆球,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,提出问题:,碰撞前后会不会有什么物理量保持不变?,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,描述物体的运动的物理量,质量 速度 加速度 位移,思考：碰撞前后会不会有什么物理量保持不变？ 可能存在什么样的数学关系式,猜想,保证一维碰撞 即保证两物体在碰撞前后在同一直线上运动； 碰撞前后速度方向可能相同，也可能不同。 1、速度的取值：与规定正方向同向取正值，与规定正方向反向取负值； 如何测量物体的质量；（天平） 怎样测量物体的速度?,设计实验方

3、案,设计实验需要考虑的问题,参考案例一,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,参考案例二,打点计时器测速：测出相邻计数点间的距离x，可得速度为,参考案例三,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：,参考案例四,平抛测速的其他方案,测速原理5,5）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

4、(m1m2);,说明： 1）斜槽末端的切线要水平；,2）从同一高度释放小球 ；,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。,数据处理,实验猜想,实验分析,实验分析,实验分析,实验分析,实验分析,实验探究表明，A、B两物体碰撞前后的不变量为：,我们的收获是什么？,猜想 设计方案,实验验证,一般推广,观察现象 提出问题,小结,1、重点不是公式，而是体会在追寻碰撞中的

5、守恒量所运用的科学研究方法。,2、体会追寻守恒量的可行性,总结规律,探究过程,1、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=0.40

6、kg，小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得碰前它们的质量与速度的成绩之和为_kgm/s，碰后它们的质量与速度的成绩之和为_kgm/s,BC,DE,0.420,0.417,课堂练习,2、在探究碰撞中的不变量的实验时，需要测量的物理量有（ ） A、入射小球和被碰小球的质量 B、入射小球和被碰小球的直径 C、斜槽轨道的末端距地面的高度 D、入射球滚下到抛出时的高度差 E、入射球末碰撞时飞出的水平距离 F、入射球和被碰球碰撞后飞出的水平距离,ABEF,课堂练习,3、如图所示，在“探究碰撞中的不变量”实验中，P为入射球A未与被碰球B碰撞时的落点，M为它与B球碰后的落点，N为B球的落点，这个

7、实验对小球质量MA和MB的要求是MA_MB（填“”“=”或“”）为了能用OP长度表示球A的初速度，OM和ON长度分别表示球A和球B的末速度，则必须做到_，用图中标出的符号和测出的数据列出不变量的表达式为_。并讨论：三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关？,斜槽末端点的切线水平，两球球心碰前处于等高点，即发生对心正碰,mAOP=mAOM+mBON,OP与小球的质量无关，OM和ON与小球的质量有关,课堂练习,4、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，测出滑块B做平抛运动落