16.1-实验：探究碰撞中的不变量------(共25张)PPT课件.ppt

第第1616章第章第1 1节节 实验实验：探究碰撞中的不变量：探究碰撞中的不变量1.探究目标探究目标探究目标探究目标1 1 1 1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路；、明确探究碰撞中的不变量的基本思路；、明确探究碰撞中的不变量的基本思路；、明确探究碰撞中的不变量的基本思路；2 2 2 2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的、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；速度的测量方法；速度的测量方法；速度的测量方法；3 3 3 3、掌握实验数据处理的方法。、掌握实验数据处理的方法。、掌握实验数据处理的方法。、掌握实验数据处理的方法。实验思路实验思路实验思路实验思路1 1 1 1、建立模型：实验必须保证碰撞是一维的，即两、建立模型：实验必须保证碰撞是一维的，即两、建立模型：实验必须保证碰撞是一维的，即两、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，碰撞之后还沿个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿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；同一直线运动，且方向同向为正，反向为负；同一直线运动，且方向同向为正，反向为负；同一直线运动，且方向同向为正，反向为负；2 2 2 2、用天平测量物体的质量；、用天平测量物体的质量；、用天平测量物体的质量；、用天平测量物体的质量；3 3 3 3、怎样测量两个物体在碰撞前后的速度？、怎样测量两个物体在碰撞前后的速度？、怎样测量两个物体在碰撞前后的速度？、怎样测量两个物体在碰撞前后的速度？2.测速原理测速原理测速原理测速原理1 1 1 1 光电门测速：测出滑块经过光电门的光电门测速：测出滑块经过光电门的光电门测速：测出滑块经过光电门的光电门测速：测出滑块经过光电门的时间时间时间时间t t t t，则滑块匀速运动的速度为，则滑块匀速运动的速度为，则滑块匀速运动的速度为，则滑块匀速运动的速度为v=L/tv=L/tv=L/tv=L/t气垫导轨气垫导轨气垫导轨气垫导轨碰撞滑块碰撞滑块碰撞滑块碰撞滑块光电门光电门光电门光电门L L L L3.单摆测速：设摆绳长为单摆测速：设摆绳长为单摆测速：设摆绳长为单摆测速：设摆绳长为L L L L，测出摆角，测出摆角，测出摆角，测出摆角和和和和，机械能守恒可得速度为，机械能守恒可得速度为，机械能守恒可得速度为，机械能守恒可得速度为橡皮泥橡皮泥橡皮泥橡皮泥 保证两绳等长保证两绳等长保证两绳等长保证两绳等长测速原理测速原理测速原理测速原理2 2 2 24.橡皮泥橡皮泥橡皮泥橡皮泥 打点计时器测速：测出相邻计数点间打点计时器测速：测出相邻计数点间打点计时器测速：测出相邻计数点间打点计时器测速：测出相邻计数点间的距离的距离的距离的距离X X X X，可得速度为，可得速度为，可得速度为，可得速度为v=X/t测速原理测速原理测速原理测速原理3 3 3 35.频闪照片测速：分析频闪照片中频闪照片测速：分析频闪照片中频闪照片测速：分析频闪照片中频闪照片测速：分析频闪照片中A A A A、B B B B滑块碰滑块碰滑块碰滑块碰撞前后的位置情况，设频闪时间间隔为撞前后的位置情况，设频闪时间间隔为撞前后的位置情况，设频闪时间间隔为撞前后的位置情况，设频闪时间间隔为t t t t，可得速，可得速，可得速，可得速度为度为度为度为v A=XA/t测速原理测速原理测速原理测速原理4 4 4 46.h hh h斜槽末端切向水平斜槽末端切向水平斜槽末端切向水平斜槽末端切向水平 平抛测速：测出碰撞前后各球落点到平抛测速：测出碰撞前后各球落点到平抛测速：测出碰撞前后各球落点到平抛测速：测出碰撞前后各球落点到O O O O间的距间的距间的距间的距离离离离X X X XOPOPOPOP、X X X XOMOMOMOM、X X X XONONONON，各球空中运动时间均相同，设为，各球空中运动时间均相同，设为，各球空中运动时间均相同，设为，各球空中运动时间均相同，设为t t t t，可得速度为，可得速度为，可得速度为，可得速度为v=XOP/t 为防止碰撞中为防止碰撞中为防止碰撞中为防止碰撞中A A球球球球反弹，有反弹，有反弹，有反弹，有mmA AmmB B落点确定：落点确定：落点确定：落点确定：测速原理测速原理测速原理测速原理5 5 5 57.平抛测速的其他方案平抛测速的其他方案需测球的直径需测球的直径需测球的直径需测球的直径测速原理测速原理测速原理测速原理5 5 5 58.碰撞可能有很多情形碰撞可能有很多情形碰撞可能有很多情形碰撞可能有很多情形1 1 1 1、两个质量相同的物体相碰撞，两个质、两个质量相同的物体相碰撞，两个质、两个质量相同的物体相碰撞，两个质、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。量相差悬殊的物体相碰撞。量相差悬殊的物体相碰撞。量相差悬殊的物体相碰撞。2 2 2 2、两个速度大小相同、方向相反的物体、两个速度大小相同、方向相反的物体、两个速度大小相同、方向相反的物体、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，一个运动物体与一个静止物体相碰撞，一个运动物体与一个静止物体相碰撞，一个运动物体与一个静止物体相碰撞。相碰撞。相碰撞。相碰撞。3 3 3 3、碰撞时可能中间通过弹簧接触，碰后、碰撞时可能中间通过弹簧接触，碰后、碰撞时可能中间通过弹簧接触，碰后、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分开，碰后也可能粘在一起不再分开分开，碰后也可能粘在一起不再分开分开，碰后也可能粘在一起不再分开 寻找的不变量：必须在各种碰撞寻找的不变量：必须在各种碰撞寻找的不变量：必须在各种碰撞寻找的不变量：必须在各种碰撞的情况下都不改变。的情况下都不改变。的情况下都不改变。的情况下都不改变。9.实验猜想实验猜想实验猜想实验猜想10.实验分析实验分析实验分析实验分析11.实验分析实验分析实验分析实验分析12.实验分析实验分析实验分析实验分析13.实验分析实验分析实验分析实验分析14.实验分析实验分析实验分析实验分析15.实验结果实验结果实验结果实验结果 实验探究表明，实验探究表明，A A、B B两两物体碰撞前后的不变量为：物体碰撞前后的不变量为：16.【实验目的】验证碰撞中的动量守恒定律。【实验原理】在一维碰撞中,测出物体的质量m1、m2和碰撞前、后物体的速度v1、v2、v1、v2,算出碰撞前的动量p=m1v1+m2v2及碰撞后的动量p=m1v1+m2v2,看碰撞前、后动量是否相等。17.【实验器材】斜槽、小球(两个)、天平、直尺、复写纸、白纸、圆规等。【实验过程】(1)用天平测出两小球的质量,并选定质量大的小球为入射小球。(2)按照实验原理图甲安装实验装置,调整、固定斜槽使斜槽底端水平。(3)白纸在下,复写纸在上且在适当位置铺放好,记下重垂线所指的位置O。18.(4)不放被撞小球,让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下,重复10次。用圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都圈在里面。圆心P就是小球落点的平均位置。(5)把被撞小球放在斜槽末端,让入射小球从斜槽同一高度自由滚下,使它们发生碰撞,重复实验10次。用步骤(4)的方法,标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N,如实验原理图。(6)连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度,将测量数据填入表中。(7)整理好实验器材放回原处。19.【数据处理】验证表达式:【误差分析】本实验误差主要来源:(1)小球每次释放位置存在差异。(2)小球离开轨道时的速度不水平。(3)M、N、P点位置确定存在误差。20.【注意事项】(1)斜槽末端的切线必须水平。(2)入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放。(3)选质量较大的小球作为入射小球。(4)实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变。21.【典型例题】在用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”实验时，左侧滑块质量m1170 g，右侧滑块质量m2110 g，挡光片宽度为3.00 cm，两滑块之间有一压缩的弹簧片，并用细线连在一起，如图所示。22.23.24.