人教版高中物理选修3-5第十六章16．1 实验：探究碰撞中的不变量（共15张PPT）

(课件网) 1 实验：探究碰撞中的不变量 第16章 动量守恒定律 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。 碰撞可能有很多情形，那么碰撞前后存在什么不变量呢？ 问题提出： 改变两球的质量、或者改变入射球的初始释放位置，可以观察到不同的碰撞结果。 猜想： m1?12 + m2?22 = m1?1′2 + m2?2′2 m1?1 + m2?2 = m1?1′ + m2?2′ 寻找的不变量：必须在各种碰撞的情况下都不改变。 制定计划与设计实验： 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。 思考：测量物体的速度可以有哪些方法？ 可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、圆周运动、平抛运动，并借助于气垫导轨、打点计时器、单摆、斜槽等来达到实验目的和控制实验条件。 参考案例一：利用气垫导轨实现一维碰撞 1. 质量的测量：用天平测量。 2. 速度的测量： 3. 各种碰撞情景的实现 练习1.在做用气垫导轨进行碰撞实验时，需要测量的物理量是( ) A.滑块的质量 B.挡光时间 C.挡光片的宽度 D.光电门的高度 也有例外：参看练习题8。 ABC 参考案例二：利用摆球结合机械能守恒定律 1、测量量：悬点至球心的距离l，摆球被拉起(及被碰后)的角度θ，两摆球质量m。 2、碰撞情景的实现： ①两细线竖直时，两球刚好接触； ②用双摆线保证碰撞是一维的。 练习2、某同学利用如图所示的装置探究碰撞中的不变量，则 （1）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 ABD （2）已知两球A和B的质量之比为2：1，如图所示，开始时A球从与竖直成450角的位置静止释放，之后两球粘在一起向右摆动，最大摆角为300，试分析碰撞前后两球的质量与速度乘积之和是否保持不变？ 在误差允许的范围内，碰撞前后两球的质量与速度的乘积之和保持不变 参考案例三：利用打点计时器研究粘在一起的碰撞 注意： 需要平衡摩擦力 1、测量量：纸带上两计数点间的距离Δx，小车经过Δx所用的时间Δt，两小车质量m. 2. 速度的测量： 练习3、已知电源频率为50Hz，小车A(包括橡皮泥)的质量为310g，小车B的质量为205g，则，两小车相互作用前质量与速度的乘积之和为___ kg·m/s；两小车相互作用以后质量与速度的乘积之和为_____ kg·m/s(保留三位有效数字)。 0.620 0.618 注意： 碰撞前后质量与速度的乘积之和是矢量和。 （碰撞前后有研究对象反向运动时） ... ...