人教版高一物理选修3-5第十六章16.1探究碰撞中的不变量.pptxVIP

1 、探究碰撞中的不变量; 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． 两个物体的质量（比例）不同时，它们的速度变化也不一样． 物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变(守恒)． ;3; 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？;碰撞可能有很多情形; 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β角． 如两球的质量mA=mB，碰后A球静止，B球摆角β=α，这说明A、B两球碰后交换了速度； 如果mAmB，碰后A、B两球一起向右摆动； 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．;猜想碰撞中的不变量 ;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。;3. 各种碰撞情景的实现：利用弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥设计各种类型的碰撞，利用滑块上加重物的方法改变碰撞物体的质量。;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;1.本实验碰撞前、后速度大小的测量采用极限法，v＝ ，其中d为挡光板的宽度. 2.注意速度的矢量性：规定一个正方向，碰撞前后滑块速度的方向跟正方向相同即为正值，跟正方向相反即为负值，比较m1v1＋m2v2与m1v1′＋m2v2′是否相等，应该把速度的正负号代入计算. 3.造成实验误差的主要原因是存在摩擦力.利用气垫导轨进行实验，调节时确保导轨水平.;方案2：利用摆球结合机械能守恒定律的实验探究 (1)所需测量量：悬点至球心的距离l，摆球被拉起(或被碰后)的角度θ，摆???质量m(两摆球质量可相等，也可不相等). (2)速度的计算：v＝ . (3)碰撞情景的实现：①两细线竖直时，两球刚好接触. ②如图2所示，用贴胶布的方法增大两球碰撞时的能量损失. (4)器材：带细线的摆球(两套)、铁架台、量角器、坐标纸、胶布、天平.;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 （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，如果本实验允许的最大误差是±4%，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？ ;1.碰撞前后摆球速度的大小可从摆线的摆角反映出来，所以方便准确地测出碰撞前后摆线的摆角大小是实验的关键. 2.根据机械能守恒定律计算碰撞前后摆球的速度与摆的角度的关系. 3.实验时应注意，两小球静止时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直平面内.;方案3：利用“光滑”水平面结合打点计时器的实验探究 (1)所需测量量：纸带上两计数点间的距离Δx，小车经过Δx所用的时间Δt，小车质量m. (2)速度的计算：v＝ . (3)碰撞情景的实现：如图3所示，A运动，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. (4)器材：长木板、小木片、打点计时器、纸带、刻度尺、小车(两个)、撞针、橡皮泥、天平.;练习3、某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动．然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，测得小车A的质量为310g，小车B(包括橡皮泥)的质量为205g，计算可知，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)。两结果不完全相等的主要原因是______________