碰撞中的不变量.ppt

1、探究碰撞中的不变量、探究碰撞中的不变量1、实验：探究碰撞中的不变量、实验：探究碰撞中的不变量【知识目标知识目标】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2 2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞、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前后的速度的测量方法3 3、掌握实验数据处理的方法、掌握实验数据处理的方法【重点、难点重点、难点】1 1、碰撞中的不变量的探究；、碰撞中的不变量的探究；2 2、实验数据的处理、实验数据的处理名人名言名人名言 这些看起来天壤之别的运动，遵从着这些看起来天壤之别的运动，遵从着一条相同的科学规律一条相同的科学规律动量守恒定律。动量守恒定律。想像远比知识重要，知识有涯，而想像远比知识重要，知识有涯，而想像能环抱整个世界。想像能环抱整个世界。爱因斯坦爱因斯坦生活实例生活实例实验：探究碰撞中的不变量实验：探究碰撞中的不变量第第十十六六章章 动动量量守守恒恒定定律律如如mA=mB，碰后碰后A球静止，球静止，B B球球摆角摆角=，这说明这说明A、B两球碰两球碰后交换了速度；后交换了速度；如如mAmB，碰后，碰后A、B两球一起向右摆动；两球一起向右摆动；如如mAmm2 2););说明：说明：1 1）斜槽末端的切线要水平；）斜槽末端的切线要水平；2 2）从同一高度释放小球）从同一高度释放小球 ；实验：探究碰撞中的不变量实验：探究碰撞中的不变量第第十十六六章章 动动量量守守恒恒定定律律碰撞可能有很多情形碰撞可能有很多情形1 1）两个质量相同的物体相碰撞，两个质量相差悬殊）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。的物体相碰撞。2 2）两个速度大小相同、方向相反的物体相碰撞，一）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。个运动物体与一个静止物体相碰撞。3 3）碰撞时可能中间通过弹簧接触，碰后分开，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。寻找的不变量：必须在各种碰撞的情况下都不改变。数据处理数据处理实验猜想实验猜想实验分析实验分析实验分析实验分析实验分析实验分析实验分析实验分析实验分析实验分析实验探究表明，实验探究表明，A A、B B两物体碰撞前后的不变量为：两物体碰撞前后的不变量为：实验：探究碰撞中的不变量实验：探究碰撞中的不变量第第十十六六章章 动动量量守守恒恒定定律律 我们的收收获获是什么？猜想猜想猜想猜想 设计方设计方设计方设计方案案案案实验验实验验实验验实验验证证证证 一般推广一般推广一般推广一般推广观察现象观察现象观察现象观察现象提出问题提出问题提出问题提出问题 小结1、重点不是公式，而是体会在追寻碰撞中的守恒量所运用的科学研究方法。2、体会追寻守恒量的可行性总结规律总结规律总结规律总结规律探探究究过过程程1 1 1 1、某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞中的不变量的实、某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞中的不变量的实、某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞中的不变量的实、某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞中的不变量的实验：在小车验：在小车验：在小车验：在小车A A A A的前端粘有橡皮泥，推动小车的前端粘有橡皮泥，推动小车的前端粘有橡皮泥，推动小车的前端粘有橡皮泥，推动小车A A A A使之做匀速运动使之做匀速运动使之做匀速运动使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车然后与原来静止在前方的小车然后与原来静止在前方的小车然后与原来静止在前方的小车B B B B相碰并粘合成一体，继续做匀相碰并粘合成一体，继续做匀相碰并粘合成一体，继续做匀相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的装置如图所示速运动，他设计的装置如图所示速运动，他设计的装置如图所示速运动，他设计的装置如图所示。在小车在小车在小车在小车A A A A后连着纸带，电磁后连着纸带，电磁后连着纸带，电磁后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为打点计时器电源频率为打点计时器电源频率为打点计时器电源频率为50Hz50Hz50Hz50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡，长木板下垫着小木片用以平衡，长木板下垫着小木片用以平衡，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力摩擦力摩擦力摩擦力。1)(1)(1)(1)若已得到打点纸带如图所示，并测得各计数点间若已得到打点纸带如图所示，并测得各计数点间若已得到打点纸带如图所示，并测得各计数点间若已得到打点纸带如图所示，并测得各计数点间距标在图上，距标在图上，距标在图上，距标在图上，A A A A为运动起始的第一点，则应选为运动起始的第一点，则应选为运动起始的第一点，则应选为运动起始的第一点，则应选_段来计算段来计算段来计算段来计算A A A A的碰前速度，应选的碰前速度，应选的碰前速度，应选的碰前速度，应选_段来计算段来计算段来计算段来计算A A A A和和和和B B B B碰后的共同碰后的共同碰后的共同碰后的共同速度速度速度速度(以上两格填以上两格填以上两格填以上两格填“ABABABAB”或或或或“BCBCBCBC”或或或或“CDCDCDCD”或或或或“DEDEDEDE”)。(2)(2)(2)(2)已已已已测得小车测得小车测得小车测得小车A A A A的质量的质量的质量的质量m m m m1 1 1 1=0.40kg=0.40kg=0.40kg=0.40kg，小车，小车，小车，小车B B B B的质量的质量的质量的质量m m m m2 2 2 2=0.20kg,=0.20kg,=0.20kg,=0.20kg,由以上由以上由以上由以上测量结果可得碰前它们的质量与速度的成绩之和为测量结果可得碰前它们的质量与速度的成绩之和为测量结果可得碰前它们的质量与速度的成绩之和为测量结果可得碰前它们的质量与速度的成绩之和为_kgkgkgkg m/sm/sm/sm/s，碰后它们的质量与速度的成绩之和为碰后它们的质量与速度的成绩之和为碰后它们的质量与速度的成绩之和为碰后它们的质量与速度的成绩之和为_kgkgkgkg m/sm/sm/sm/s BCBCBCBCDEDEDEDE0.4200.4200.4170.417课堂练习课堂练习2 2 2 2、在探究碰撞中的不变量的实验时，需要测量、在探究碰撞中的不变量的实验时，需要测量、在探究碰撞中的不变量的实验时，需要测量、在探究碰撞中的不变量的实验时，需要测量的物理量有（的物理量有（的物理量有（的物理量有（）A A A A、入射小球和被碰小球的质量、入射小球和被碰小球的质量、入射小球和被碰小球的质量、入射小球和被碰小球的质量 B B B B、入射小球和被碰小球的直径、入射小球和被碰小球的直径、入射小球和被碰小球的直径、入射小球和被碰小球的直径 C C C C、斜槽轨道的末端距地面的高度、斜槽轨道的末端距地面的高度、斜槽轨道的末端距地面的高度、斜槽轨道的末端距地面的高度 D D D D、入射球滚下到抛出时的高度差、入射球滚下到抛出时的高度差、入射球滚下到抛出时的高度差、入射球滚下到抛出时的高度差 E E E E、入射球末碰撞时飞出的水平距离、入射球末碰撞时飞出的水平距离、入射球末碰撞时飞出的水平距离、入射球末碰撞时飞出的水平距离 F F F F、入射球和被碰球碰撞后飞出的水平距离、入射球和被碰球碰撞后飞出的水平距离、入射球和被碰球碰撞后飞出的水平距离、入射球和被碰球碰撞后飞出的水平距离 ABEF课堂练习课堂练习3 3 3 3、如图所示，在、如图所示，在、如图所示，在、如图所示，在“探究碰撞中的不变量探究碰撞中的不变量探究碰撞中的不变量探究碰撞中的不变量”实验中，实验中，实验中，实验中，P P P P为入射为入射为入射为入射球球球球A A A A未与被碰球未与被碰球未与被碰球未与被碰球B B B B碰撞时的落点，碰撞时的落点，碰撞时的落点，碰撞时的落点，M M M M为它与为它与为它与为它与B B B B球碰后的落点，球碰后的落点，球碰后的落点，球碰后的落点，N N N N为为为为B B B B球的落点，这个实验对小球质量球的落点，这个实验对小球质量球的落点，这个实验对小球质量球的落点，这个实验对小球质量M M M MA A A A和和和和M M M MB B B B的要求是的要求是的要求是的要求是M M M MA A A A_M_M_M_MB B B B（填（填（填（填“”“”“=”或或或或“”）为了能用）为了能用）为了能用）为了能用OPOPOPOP长度表示长度表示长度表示长度表示球球球球A A A A的初速度，的初速度，的初速度，的初速度，OMOMOMOM和和和和O O O O N N N N长度分别表示球长度分别表示球长度分别表示球长度分别表示球A A A A和球和球和球和球B B B B的末速度，则的末速度，则的末速度，则的末速度，则必须做到必须做到必须做到必须做到_，用图中标出的符号和测出的数据列出不，用图中标出的符号和测出的数据列出不，用图中标出的符号和测出的数据列出不，用图中标出的符号和测出的数据列出不变量的表达式为变量的表达式为变量的表达式为变量的表达式为_。并讨论：三个落地点距并讨论：三个落地点距并讨论：三个落地点距并讨论：三个落地点距O O O O点的距离点的距离点的距离点的距离OMOMOMOM、OPOPOPOP、ONONONON与实验所用的小球质量是否有关？与实验所用的小球质量是否有关？与实验所用的小球质量是否有关？与实验所用的小球质量是否有关？斜槽末端点的切线水平，两球球心斜槽末端点的切线水平，两球球心斜槽末端点的切线水平，两球球心斜槽末端点的切线水平，两球球心碰前处于等高点，即发生对心正碰碰前处于等高点，即发生对心正碰碰前处于等高点，即发生对心正碰碰前处于等高点，即发生对心正碰mmA AOPOP=mmA AOM+mOM+mB BONON OPOPOPOP与小球的质量无关，与小球的质量无关，与小球的质量无关，与小球的质量无关，OMOMOMOM和和和和ONONONON与小球的质量有关与小球的质量有关与小球的质量有关与小球的质量有关课堂练习课堂练习4 4 4 4、用如图所示的装置进行探究碰撞中的不变量的实验：用如图所示的装置进行探究碰撞中的不变量的实验：用如图所示的装置进行探究碰撞中的不变量的实验：用如图所示的装置进行探究碰撞中的不变量的实验：（1 1）先测出滑块）先测出滑块）先测出滑块）先测出滑块A A和和和和B B的质量的质量的质量的质量MM和和和和mm及滑块与桌面的动摩擦及滑块与桌面的动摩擦及滑块与桌面的动摩擦及滑块与桌面的动摩擦因数因数因数因数，查出当地的重力加速度，查出当地的重力加速度，查出当地的重力加速度，查出当地的重力加速度g g；（；（；（；（2 2）用细线将滑块）用细线将滑块）用细线将滑块）用细线将滑块A A和和和和B B连接，使连接，使连接，使连接，使A A和和和和B B间的弹簧处于压缩状态，滑块间的弹簧处于压缩状态，滑块间的弹簧处于压缩状态，滑块间的弹簧处于压缩状态，滑块B B紧靠在桌边缘；紧靠在桌边缘；紧靠在桌边缘；紧靠在桌边缘；（3 3）剪断细线，测出滑块）剪断细线，测出滑块）剪断细线，测出滑块）剪断细线，测出滑块B B做平抛运动落地时的水平位移做平抛运动落地时的水平位移做平抛运动落地时的水平位移做平抛运动落地时的水平位移为为为为X X1 1，滑块，滑块，滑块，滑块A A沿桌面滑行的距离为沿桌面滑行的距离为沿桌面滑行的距离为沿桌面滑行的距离为X X2 2。为探究碰撞中的不变。为探究碰撞中的不变。为探究碰撞中的不变。为探究碰撞中的不变量，写出还需测量的物理量及表示它的字母量，写出还需测量的物理量及表示它的字母量，写出还需测量的物理量及表示它的字母量，写出还需测量的物理量及表示它的字母_，如果碰撞前后两滑块的质量与速度，如果碰撞前后两滑块的质量与速度，如果碰撞前后两滑块的质量与速度，如果碰撞前后两滑块的质量与速度乘积之和相等，须满足的关系式是乘积之和相等，须满足的关系式是乘积之和相等，须满足的关系式是乘积之和相等，须满足的关系式是_ _ 还需测出桌面离地高度还需测出桌面离地高度还需测出桌面离地高度还需测出桌面离地高度h h课堂练习课堂练习