实验：探究碰撞中的不变量--ppt课件

,金品质,高追求 我们让你更放心！,物理,选,修,3-5,(,配,人教版,),金品质,高追求 我们让你更放心！,物理,选,修,3-5,(,配,人教版,),返回,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验：探究碰撞中的不变量,实验：探究碰撞中的不变量,1,一维碰撞,(1),一维碰撞：两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后,_,运动，这样的碰撞叫做一维碰撞,(2),一维碰撞中速度,(,矢量,),方向的表示方法,在一维碰撞问题中，先规定物体运动速度的某一方向为正方向，如果某物体速度方向与规定的正方向一致，则该物体速度取,_,值，如果某物体速度方向与规定的方向相反，则该物体速度取,_,值,答案：,(1),仍沿同一条直线,(2),正负,1一维碰撞,2,实验案例相关知识,(1),气垫导轨上两滑块的碰撞是一维碰撞，它与光电计时器的配合使用可以迅速测量出两个滑块碰前、碰后的速度：若滑块上挡光条的宽度为,d,，滑块通过某处光电计时器的挡光时间为,t,，则滑块通过该处的速度,v,_.,(2),若将一小球用长,l,的细线悬挂起来，并拉起一个与竖起方向成,的夹角，无初速释放后，小球到达最低处的速度,v,_.,(3),打点计时器打出的纸带能记录运动物体在不同时刻的位移，通过分析纸带上所打点的变化特征可确定物体的运动状态若所打各点均匀分布，可以判断物体做,_,运动，若知道打点计时器的频率和纸带上各相邻点间的距离，便可求出物体运动的,_,答案：,(3),匀速直线速度,2实验案例相关知识,实验：探究碰撞中的不变量-ppt课件,一、实验的基本思路,1,设置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，也就是做一维碰撞,与物体运动有关的物理量可能有哪些呢？在一维碰撞的情况下只有物体的质量和物体的速度设两个物体的质量分别为,m,1,、,m,2,，碰撞前的速度分别为,v,1,、,v,2,，碰撞后的速度分别为,v,1,、,v,2,.,如果速度与我们设定的方向一致，取正值，否则取负值,碰撞前后哪个物理量可能是不变的？大致有以下几种可能供同学们去研究,(1),m,1,v,1,m,2,v,2,m,1,v,1,m,2,v,2,(2),m,1,v,1,2,m,2,v,2,2,m,1,v,1,2,m,2,v,2,2,(3),也许还有,一、实验的基本思路,2,碰撞可能有很多情形：,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,两个速度大小相同、方向相反的物体碰撞,一个运动物体与一个静止物体相碰撞等,两个物体碰撞时可能碰后分开，也可能黏在一起不再分开等,3,寻找的不变量的特点：在各种碰撞的情况下都不改变,二、需要考虑的问题,1,保证发生一维碰撞,可以利用凹槽或气垫导轨限定运动在同一直线上进行，如课本“参考案例一”,2碰撞可能有很多情形：两个质量相同的物体相碰撞两个质,2,质量的测量,可以利用天平测量物体的质量,.,3,速度的测量,可以利用运动规律，如利用匀速直线运动中位移、速度、时间关系,x,vt,求速度，也可以利用物体带动纸带运动，通过纸带上打点计时器所打的点迹来分析、计算速度,4,得出结论,2质量的测量,三、参考案例,案例,(,一,),实验装置如下图所示不同的质量可以通过在滑块上加重物的办法实现应用气垫导轨很容易控制滑块碰撞前的速度或使它在碰撞前静止因此，这个方案是本实验的首选,还有两点值得注意：,(1),原来连在一起的两个物体，由于它们之间具有相互排斥的力而分开，这实际上也是一种碰撞这种情况可以通过下面的方法实现,用细线将弹簧片拉成弓形，放置于质量不等的两个滑块之间，并使它们静止，然后烧断细线，弹簧片弹开后落下，两个滑块随即向相反方向运动,(,如下图甲,),三、参考案例,(2),碰撞时难免有能量损失只有当某个物理量在能量损失较大和损失较小的碰撞中都不变，它才是我们寻找的不变量在两滑块相碰的端面装上弹性碰撞架,(,如下图乙,),，可以得到能量损失很小的碰撞在滑块的碰撞端贴胶布，可以增大碰撞时的能量损失如果在两个滑块的碰撞端分别装撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个滑块连成一体运动,(,图丙,),，这样的碰撞中能量损失很大如果在两个滑块的碰撞端分别贴上尼龙拉扣，碰撞时它们也会连成一体,(2)碰撞时难免有能量损失只有当某个物理量在能量损失较大和,案例,(,二,),实验装置如下图甲所示把两个小球用线悬挂起来，一个小球静止，拉起另一个小球,(,如图乙,),，放下时它们相碰,可以测量小球被拉起的角度从而算出落下时的速度；测量被碰撞小球摆起的角度，从而算出被撞后的速度,也可以用贴胶布、双面胶等方法增大两球碰撞时的能量损失,案例(二),案例,(,三,),如下图所示，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，通过纸带测出它们碰撞前后的速度,将以上三个实验过程中测得的数据填入下表中，然后探究不变量,.,案例(三),结论：通过以上实验，你找到的碰撞前后的“不变量”可能是,_,结论：通过以上实验，你找到的碰撞前后的“不变量”可能是_,如右图所示，在实验室用两端带竖起挡板,C,、,D,的气垫导轨和有固定挡板的质量都是,M,的滑块,A,、,B,，做探究碰撞中不变量的实验：,(1),把两滑块,A,和,B,紧贴在一起，在,A,上放质量为,m,的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住,A,和,B,，在与,A,和,B,的固定挡板间放一弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态,(2),按下电钮使电动卡销放开，同时起动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当,A,和,B,与挡板,C,和,D,碰撞时，电子计时器自动停表，记下,A,至,C,运动时间,t,1,，,B,至,D,运动时间,t,2,.,(3),重复几次取,t,1,、,t,2,的平均值,请回答以下几个问题：,在调整气垫导轨时应注意,_,；,应测量的数据还有,_,；,作用前,A,、,B,两滑块速度与质量乘积之和为,_,，作用后,A,、,B,两滑块速度与质量乘积之和为,_,如右图所示，在实验室用两端带竖起挡板C,解析：,为了保证滑块,A,、,B,作用后做匀速直线运动，必须使气垫导轨水平，需要用水平仪加以调试,要求出,A,、,B,两滑块在卡销放开后的速度，需测出,A,至,C,的时间,t,1,和,B,至,D,的时间,t,2,，并且要测出两滑块到挡板的距离,L,1,和,L,2,，再由公式,v,求出其速度,设向左为正方向，根据所测数据求得两滑块的速度分别为 碰前两物体静止，,v,0,，速度与质量乘积之和为,0,，碰后两滑块的速度与质量乘积为,答案：,用水平仪测量使得导轨水平,A,至,C,的距离,L,1,、,B,至,D,的距离,L,2,0,点评：,要求两物体在碰撞前后质量与速度乘积的关系，就要根据不同的仪器直接或间接测量，最后比较在误差范围内其乘积是否相等即可,解析：为了保证滑块A、B作用后做匀速直线运动，必须使气垫导,实验：探究碰撞中的不变量-ppt课件,基础巩固,1,（多选）,在课本,p,参考案例,(,二,),中，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,解析：,两绳等长能保证两球正碰，以减小实验误差，所以,A,正确由于计算碰撞前速度时用到了,mgh,m,v,2,0,，即初速度为,0,，,B,正确本实验中对小球的性能无要求，,C,错误两球正碰后，有各种运动情况，所以,D,正确,答案：,ABD,5,基础巩固1（多选）在课本p 参考案例(二)中，下列说法正,2,在“探究验证”实验一中，若绳长,l,，球,1,、,2,分别由偏角,和,静止释放，则在最低点碰撞前的速度大小分别为,_,、,_.,若碰撞后向同一方向运动最大偏角分别为,和,，则碰撞后两球的瞬时速度大小分别为,_,、,_.,2在“探究验证”实验一中，若绳长l，球1、2分别由偏角和,