实验探究碰撞中的不变量-课件

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,*,碰撞,碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化,生活中的各种碰撞现象,实验：探究碰撞中的不变量,探究目标,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。,大量事实表明，,A,、,B,两物体碰撞后，速度发生了变化，当改变,A,、,B,两物体的质量时，速度变化的情况也有所不同。那么，碰撞前后存在什么不变量呢？,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，可以做如下猜测：,猜想：,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,、用天平测量物体的质量；,3,、怎样测量两个物体在碰撞前后的速度？,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,一光电门测速原理,测速原理,1,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,气垫导轨,碰撞滑块,光电门,L,参考案例二 摆球测速原理,实验装置如图所示。,把两个小球用线悬起来，一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰。,可以测量小球被拉起的角度，从而算出落下时的度；测量被撞小球摆起的角度，从而算出被撞后的速度。,也可以用贴胶布等方法增大两球碰撞时的能量损失,。,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,橡皮泥,保证两绳等长,测速原理,2,参考案例三一打点计时器测速原理,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（如上图）。通过纸带测出它们碰撞前后的速度。,橡皮泥,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：,h,h,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,X,OP,、,X,OM,、,X,ON,，各球空中运动时间均相同，设为,t,，可得速度为,v,=X,OP,/,t,为防止碰撞中,A,球反弹，有,m,A,m,B,落点确定：,测速原理,4,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,(m,1,m,2,);,1,、斜槽末端的切线要水平；,2,、从同一高度释放小球；,O,P,M,N,天平、刻度尺、重垂线,平抛测速的其他方案,需测球的直径,测速原理,4,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。,实验分析,实验分析,实验分析,实验分析,实验结果,实验探究表明，,A,、,B,两物体碰撞前后的不变量为：,1,、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,