1探究碰撞中的不变量 2.ppt

1、课题导入,火车车厢之间的挂钩,台球碰撞的频闪照片,课题导入,微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他粒子。,课题导入,课题导入,打桩机,打网球,拳击,可以发现：两个物体发生碰撞后，速度都发生了变化两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化不一样,碰撞过程中的什么物理量保持不变?,课题导入,几种常见的碰撞情景,两球碰撞,16.1实验：探究碰撞中的不变量,目标引领,1、能说出探究碰撞中的不变量的基本思路；,2、可以熟练运用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、能根据所学方法处理实验数据。,独立自学,1 2 3 4 5,1、实验的基本思路是什么？ 2、在物体碰

2、撞过程中，哪些物理量会对碰撞后物体的运动状态有影响呢？碰撞前后哪个物理量可能是不变的？ 3、要探究物体在碰撞中存在的不变量，你需要测量什么物理量？用什么方法怎么测量？,阅读课本第2页，思考：,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。,碰撞前后速度V的变化和物体的质量m的关系如何？,猜想：,引导探究一,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、需要测量哪些物理量？,3、怎样测量两个物体在碰撞前后的速度？,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

3、v=L/t,探究方案一:气垫导轨、光电门,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,探究方案二：摆球、量角器(或传感器),探究方案三：打点计时器、小车,由于只有一个打点计时器，适于研究完全非弹性碰撞,气垫,摆球,小车,平抛,下一页,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,用天平测出辆小车的质量（包括撞针或橡皮泥） 固定打点计时器，连好电路。 平衡摩擦力 做实验 改变质量，重做实验 数据记录与处理：,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,v A=XA/t,测速原理4,平抛测速：测出碰撞前后

4、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：,探究方案四：斜槽 小球 平抛装置,注意：,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(m1m2);,1、斜槽末端的切线要水平；,2、从同一高度释放小球 ；,引导探究二,对以下数据进行处理,引导探究二,对以下数据进行处理,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(b),实验记录及分析(c),回顾4个表格记录

5、分析，你寻找到了不变量么？,在误差许可的范围内，碰撞中mv的矢量和是守恒的,即：m1v1+m2v2= m1v1+m2v2,你在碰撞中寻找到了什么不变量？,你学到了什么知识，用到了什么方法？ 谈谈你的收获。,目标升华,【1】某同学设计了一个用打点计时器做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3.5-2-1所示，在小车后连接着纸带，电磁打点计时器使用的电源频率为50 Hz，长木板垫着小木片以平衡摩擦力。 (1)若已得到打点纸带如图3.5-2-2所示，并测得各计数点间距(标在图上)。A

6、为运动起点，则应该选择_段来计算A碰前的速度，应选择_ 段来计算A和B碰后的共同速度。(以上空格选填 “AB”“BC”“CD”“DE”)。 (2)已测得小车A的质量m1=0.40 kg，小车B的质量m2=0.20 kg，由以上测量结果可得碰前m1v0=_kgm/s；碰后(m1+m2)v共=_kgm/s。由此得出结论 。,图3.5-2-1,图3.5-2-2,【2】气垫导轨是常用的一种实验仪器。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来探究碰撞中的不变量，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下： a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB。 b.调整气垫导轨，使导轨

7、处于水平。 c.在A和B间放入一个被压缩的 轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地 放置在气垫导轨上。 d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1。 e.按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。 (1)实验中还应测量的物理量是 。 (2)利用上述测量的实验数据，可得出碰撞中守恒的量关系式_。,3、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

8、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_,4、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,1.531mgL,

9、1.553mgL,1.4%,5、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,6、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

10、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,7、在探究碰撞中的不变量的实验中，(1)用游标卡尺测量直径相同的入射球与被碰球的直径，测量结果如图(a)所示，该球直径为_cm； (2)实验中小球的落点情况如图(b)所示。入射球A与被碰球B的质量比为mA：mB=3：2，则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比pA：pB=_。,2.14,1：2,8、A、B两滑块在同一光滑的水平直导轨上相向运动发生碰撞（碰撞时间极短）。用闪光照相，闪光4次摄得的照片如图所示。已知闪光的时间间隔为t，而闪光本身持续时间极短，在这4次闪光的瞬间，A、B两滑块均在0-80cm刻度范围内，且第一次闪光时，滑块A恰好通过x=55cm处，滑块B恰好通过x=70cm处，试根