人教版高中物理 选修3-5 16.1实验 探究碰撞中的不变量（课件共20页PPT）

水 上 电 动 碰 碰 船16.1 实 验 ： 探 究 碰 撞 中 的 不 变 量 同 学 们 眼 中 的 碰 撞 。 。 。 碰碰碰 撞撞撞 物 理 学 家 眼 中 的 碰 撞 。 。 。 是 否 有 什 么守 恒 量 呢 ？ 1、 一 维 碰 撞 我 们 只 研 究 最 简 单 的 情 况 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 两 个 物 体 发 生 碰 撞 后 ， 速 度 一 般 都 会 发生 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 如 图 所 示 ， A、 B是 悬 挂 起来 的 钢 球 ， 把 小 球 A拉 起 使 其 悬线 与 竖 直 线 夹 一 角 度 a， 放 开 后A球 运 动 到 最 低 点 与 B球 发 生 碰撞 ， 碰 后 B球 摆 幅 为 角 1. 如 两 球 的 质 量 mA=mB， 碰 后 A球 静 止 ， B球 摆 角 =， 这 说 明A、 B两 球 碰 后 交 换 了 速 度 ； 2.如 果 mAmB， 碰 后 A、 B两 球 一 起 向 右 摆 动 ； 3. 如 果 mAmB， 碰 后 A球 反 弹 、 B球 向 右 摆 动 以 上 现 象 说 明 A、 B两 球 碰 撞 后 ， 速 度 发 生 了 变 化 ， 当 A、 B两 球 的 质 量 关 系 发 生 变 化 时 ， 速 度 变 化 的 情 况 也 不 同 2 追 寻 不 变 量 在 一 维 碰 撞 的 情 况 下 与 物 体 运 动 有 关 的量 只 有 物 体 的 质 量 和 物 体 的 速 度 设 两 个 物 体 的 质 量 分 别 为 m1、 m2， 碰撞 前 它 们 速 度 分 别 为 v1、 v2， 碰 撞 后 的 速 度分 别 为 v1、 v2 规 定 某 一 速 度 方 向 为 正 碰 撞 前 后 速 度 的 变 化 和 物 体 的 质 量 m的关 系 ， 我 们 可 以 做 如 下 猜 测 ： 2 2 2 21 1 21 1 2 2 1 1 22 1 1 2 1 2 1 21 2 1 22 2(1) v v v v(3) m m mm v m v m v m v(2)m v m v m v m vm 碰 撞 前 后 物 体 质 量 不 变 ， 但 质 量 并 不描 述 物 体 的 运 动 状 态 ， 不 是 我 们 追 寻 的 “ 不变 量 ” 必 须 在 各 种 碰 撞 的 情 况 下 都 不 改 变 的量 ， 才 是 我 们 追 寻 的 不 变 量 1 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 ; 2 用 天 平 测 量 物 体 的 质 量 ； 3 测 量 两 个 物 体 在 碰 撞 前 后 的 速 度 速 度 的 测 量 ： 可 以 充 分 利 用 所 学 的 运 动学 知 识 ， 如 利 用 匀 速 运 动 、 平 抛 运 动 ， 并 借助 于 斜 槽 、 气 垫 导 轨 、 打 点 计 时 器 和 纸 带 等来 达 到 实 验 目 的 和 控 制 实 验 条 件 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 碰 撞 前 碰 撞 后质 量 m1= m2= m1= m2=速 度 V1= V2= V1= V2=mv m1v1+m2v2= M1v1+m2v2=mv 2 m1v12+m2v22= M1v12+m2v22=v/m 1 21 2v vm m 1 21 2v v m m 实 验 记 录 及 分 析 (a-1) 4 4 449 0 3 6 碰 撞 前 碰 撞 后质 量 m1= m2= m1= m2=速 度 V1= V2= V1= V2=mv m1v1+m2v2= m1v1+m2v2=mv 2 m1v12+m2v22= m1v12+m2v22=v/m 1 21 2v vm m 1 21 2v v m m 实 验 记 录 及 分 析 (a-2) 4 4 229 0 4.5 9 3636 碰 撞 前 碰 撞 后质 量 m1= m2= m1= m2=速 度 V1= V2= V1= V2=mv m1v1+m2v2= m1v1+m2v2=mv 2 m1v12+m2v22= m1v12+m2v22=v/m 1 21 2v vm m 1 21 2v v m m 实 验 记 录 及 分 析 (a-3) 2 2 446 0 -2 4 碰 撞 前 碰 撞 后质 量 m1= m2= m1= m2=速 度 V1= V2= V1= V2=mv m1v1+m2v2= m1v1+m2v2=mv 2 m1v12+m2v22= m1v12+m2v22=v/m 1 21 2v vm m 1 21 2v v m m 实 验 记 录 及 分 析 (b) 4 4 220 0 2 -4 碰 撞 前 碰 撞 后质 量 m1= m2= m1= m2=速 度 V1= V2= V1= V2=mv m1v1+m2v2= m1v1+m2v2=mv 2 m1v12+m2v22= m1v12+m2v22=v/m 1 21 2v vm m 1 21 2v v m m 实 验 记 录 及 分 析 (c) 4 4 229 0 6 6 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 。 基 本 思 路(一 维 碰 撞 ) 与 物 体 运 动 有 关 的 物 理 量可 能 有 哪 些 ？碰 撞 前 后 哪 个 物 理 量 可 能是 不 变 的 ？需 要 考 虑 的 问 题 碰 撞 必 须 包 括 各 种 情 况 的 碰 撞 ;物 体 质 量 的 测 量 (天 平 );碰 撞 前 后 物 体 速 度 的 测 量 (利 用光 电 门 或 打 点 计 时 器 等 ).作 业 ： P6 谢 谢 合 作 ！再 见 ！