好16.1实验：探究碰撞中的不变量.ppt

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1、16.1实验：探究碰撞中的不变量生活中的碰撞现象火车车厢之间的挂钩台球碰撞的频闪照片生活中的碰撞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，它们的速度变化也不一样．碰撞过程中的什么物理量保持不变?物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，今天我们探究碰撞过程中的什么物理量保持不变(守恒)．我们只研究最简单的碰撞——一维碰撞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．实验的基本思路思考问题：1.在物体碰撞过程中，哪些物理量会对碰撞后物体的运动状态有影响呢？2.要

2、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？3.按照你的测量方法画出你的测量装置图：（1）光电门测速原理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：气垫导轨和光电门测速度某同学通过改变两小车质量m1和m2，以及它们碰撞前的速度，得到一些数据，根据下图表中的数据填充表中的空缺：（

3、规定m1碰前速度方向为正，则跟它相反方向为负）表1碰撞前碰撞后质量m1=4m2=4m1=4m2=4速度V1=9V2=0V1’=3V2’=6mvm1v1+m2v2=m1v’1+m2v’2=mv2m1v12+m2v22=m1v’12+m2v’22=v/m表2碰撞前碰撞后质量m1=4m2=2m1=4m2=2速度V1=9V2=0V1’=4.5V2’=9mvm1v1+m2v2=m1v’1+m2v’2=mv2m1v12+m2v22=m1v’12+m2v’22=v/m表3碰撞前碰撞后质量m1=2m2=4m1=2m2=4速度V1=6V2=0V1’=-2V2’=

4、4mvm1v1+m2v2=m1v’1+m2v’2=mv2m1v12+m2v22=m1v’12+m2v’22=v/m表4碰撞前碰撞后质量m1=4m2=2m1=4m2=2速度V1=0V2=0V1’=2V2’=-4mvm1v1+m2v2=m1v’1+m2v’2=mv2m1v12+m2v22=m1v’12+m2v’22=v/m表5碰撞前碰撞后质量m1=4m2=2m1=4m2=2速度V1=9V2=0V1’=6V2’=6mvm1v1+m2v2=m1v’1+m2v’2=mv2m1v12+m2v22=m1v’12+m2v’22=v/m回顾5个表格记录分析，你寻

5、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=m1v’1+m2v’21.回到课本3-5P5问题与练习。2.回到学案上掌握其它探究案例吧。3.课堂反馈及自主探究4.课时训练【例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50Hz，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-

6、2所示，并测得各计数点间距(标在图上)。A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=0.40kg，小车B的质量m2=0.20kg，由以上测量结果可得碰前m1v0=_______kg·m/s；碰后(m1+m2)v共=_______kg·m/s。由此得出结论。图3.5-2-1图3.5-2-2【例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(

7、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_____________。再见！