探究碰撞中的不变量资料讲解.ppt

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1、探究碰撞中的不变量生活中的各种碰撞现象思考与猜想1.这些天壤之别的运动，是否遵循相同的物理规律？2.碰撞现象会不会有什么物理量保持不变？一、观察实验、提出问题思考：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▲实验的基本思路1.一维碰撞两物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这条直线运动且方向与假定正方向同向为正，反向为负。思考与猜想与物体运动有关的物理量有哪些呢？碰撞前后会不会有什么物理量保持不变？质量与速度二、我们的猜想22112211vmvmvmvm¢+¢=+猜想１：猜想２：猜想３：保证一维碰撞即保证两物体在碰撞前

2、后在同一直线上运动；且方向与假定正方向同向为正，反向为负如何测量物体的质量；（天平）怎样测量物体的速度?三、设计方案设计实验需要考虑的问题测速原理1气垫导轨碰撞滑块光电门x实验案例方案一：利用气垫导轨实现一维碰撞(1)质量的测量：用天平测量．(3)不同碰撞情况的实现：利用弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥设计各种类型的碰撞，利用滑块上加重物的方法改变碰撞物体的质量．计时器光电门测出的滑块经过光电门的时间．1.单摆测速：设摆绳长为L，测出摆角θ和β，机械能守恒可得速度为：橡皮泥θβ保证两绳等长测速原理2方案二：利用等长悬线悬挂等

3、大的小球实现一维碰撞2.不同碰撞情况的实现：用贴胶布等方法增大两球碰撞时的能量损失实验步骤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：方案三：利用小车在光滑桌面上碰撞另一静止小车实现一维碰撞．橡皮泥测速原理3方案三：利用小车在光滑桌面上碰撞另一静止小车实现一维碰撞．(1)质量的测量：用天平测量．斜槽（末端水平）两小球复写纸白纸天平、刻度尺、重垂线方案四：利用平抛运动hh斜槽末端切向水平平抛测速：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

4、间均相同，设为⊿t，可得速度为v=X水/⊿t为防止碰撞中A球反弹，有mA＞mB落点确定：方案四：利用平抛运动仪器：小球、天平、刻度尺、重垂线、斜槽注意：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、为防止碰撞中A球反弹，有mA＞mB1、斜槽末端的切线要水平；2、每次实验从同一高度释放小球；OPMN方案四：利用平抛运动平抛测速的其他方案需测球的直径测速原理5四、进行实验收集数据实验装置应怎么组装？实验的程序,即实验步骤是什么？怎样进行实验数据的采集、分析与处理？怎样设计数据表格?对比、探

5、究、验证实验中，如何设计一个直观、方便的表格也是成功的关键所在。操作过程不论采用哪种方案，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)整理器材，结束实验；(7)进行数据处理，通过分析比较，找出碰撞中的守恒量．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

6、)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．误差分析(1)碰撞是否为一维碰撞，是产生误差的一个原因，设计实验方案时应保证碰撞为一维碰撞．(2)碰撞中是否受其他力(例如摩擦力)影响是带来误差的又一个原因，实验中要合理控制实验条件，避免碰撞时除相互作用力外的其他力影响物体速度．5．实验结论通过实验数据分析可得m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，即在碰撞过程中不变量为mv.【例题】图1

7、6－1－1研究的是碰撞过程，将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面．让小车A运动，小车B静止．在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个小车连接成一体．图16－1－1(1)除研究打点计时器打下的纸带外，还需要测量的量是____________________________________________________．(2)如果打点计时器的电源周期为T，碰撞前6个点之间的距离为s1，碰撞后6个点之间的距离为s2，则碰撞前A的速度为__________，碰撞后A、B的速度为__

8、________．(3)本实验测速度的过程中引进的误差来源是_________________________________________________________________.答案：见解析1