16.1实验-探究碰撞中的不变量要点.ppt

* * * * * * * 1 探究碰撞中的不变量 打台球 生活中的各种碰撞现象 撞 车 打桩机打桩 钉钉子 打网球 拳击 名人名言 这些看起来天壤之别的运动，遵从着一条相同的科学规律——动量守恒定律。 想像远比知识重要，知识有涯，而想像能环抱整个世界。 ——爱因斯坦 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？ 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。 碰撞前后速度V的变化和物体的质量m的关系，可以做如下猜测： 猜想： ？ ？ ？ …… 实验思路 1、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，碰撞之后还沿同一直线运动，且方向同向为正，反向为负； 2、用天平测量物体的质量； 3、怎样测量两个物体在碰撞前后的速度？ 气垫导轨、光电门 挡光板的宽度设为L．穿过后所用时间为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． 测速原理1 单摆测速：设摆绳长为L，测出摆角θ和β，机械能守恒可得速度为 橡皮泥 θ β 保证两绳等长 测速原理2 橡皮泥 打点计时器测速：测出相邻计数点间的距离⊿X，可得速度为 v =⊿X/⊿t 测速原理3 h h 斜槽末端切向水平 平抛测速：测出碰撞前后各球落点到O间的距离XOP、XOM、XON，各球空中运动时间均相同，设为⊿t，可得速度为 v =XOP/⊿t 为防止碰撞中A球反弹，有mA＞mB 落点确定： 测速原理4 斜槽 小球 平抛装置 1.在研究“碰撞中的动量守恒”实验中，设入射球、被碰球的质量分别为m1、m2，它们的半径分别为r1、r2，为了减小实验误差，下列说法正确的是（ ） A. m1=m2，r1r2 B. m1m2,r1=r2 C.降低碰撞实验器的高度 D.入射小球释放点要适当高一点 答案：BD 考题精练 2.在“碰撞中的动量守恒”实验中，入射球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速释放，这是为了使（ ） A.小球每次都能水平飞出槽口 B.小球每次都以相同的速度飞出槽口 C.小球在空中飞行的时间不变 D.小球每次都能对心碰撞 答案：B 3.在“碰撞中的动量守恒”实验中，需用的测量仪器（或工具）有（ ） A.秒表 B.天平 C.刻度尺 D.游标卡尺 答案：BC 4.在“碰撞中的动量守恒”实验中，下列关于小球落点的说法，正确的是（ ） A.如果小球每次从同一点无初速释放，重复几次的落点一定是重合的 B.由于偶然因素的存在，重复操作时的小球落点不重合是正常的，但落点应当比较密集 C.测定P点位置时，如果重复10次的落点分别为P1、P2、P3……P10，则OP应取OP1、OP2、OP3……OP10的平均值，即 D.用半径尽量小的圆把P1、P2、P3……P10圈住，这个圆的圆心是入射小球落点平均位置P 答案：BD 5.在用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”实验时，入射球a的质量为m1，被碰球b的质量为m2，小球的半径为r，各小球的落地点如图所示，下列关于这个实验的说法正确的是（ ） A.入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球 B.让入射球与被碰球连续10次相碰，每次都要使入射小球从斜槽上不同的位置滚下 C.要验证的表达式是 D.要验证的表达式是 E.要验证的表达式是 实验分析 实验分析 实验分析 实验分析 实验结果 实验探究表明，A、B两物体碰撞前后的不变量为： ?有限的几次简单的测量是得不出普适性的物理规律的。只有根据实验结果推导出的许许多多新结论都与事实一致时，它才能成为一条定律。 * * * * * * * * * * * * * * * * *