(上课用)1.实验：探究碰撞中的不变量.ppt

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 生活实例 生活实例 打桩机打桩 生活实例 钉钉子 生活实例 飞鸟撞飞机 生活实例 生活实例 生活实例 演示 如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mAmB，碰后A、B两球一起向右摆动； 如mAmB，碰后A球反弹、B球向右摆动． 实验结果 1.碰撞前后速度发生变化 2.质量不同时速度变化也不一样 提出问题: 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． 提出问题: 碰撞过程中的什么物理量保持不变? 本节课我们探究碰撞过程中的什么物理量保持不变(守恒)． 碰撞可能有很多情形 碰撞可能有很多情形 1、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。 2、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。 3、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…… 寻找的不变量：必须在各种碰撞的情况下都不改变。 实验基本思路 我们只研究最简单的碰撞——一维碰撞 两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动． 这种碰撞叫做一维碰撞． 在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度． （1）碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”． （2）碰撞前后物体的速度在变，什么才是我们追寻的“不变量”。 猜想 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： 实验需要考虑的问题 1．实验必须保证碰撞是一维的 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． 测速原理1 测速原理1 光电门测速：测出滑块经过光电门的时间t，则滑块匀速运动的速度为v=L/t 测速原理2 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 测速原理2 测速原理3 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 测速原理4 频闪照片测速：分析频闪照片中A、B滑块碰撞前后的位置情况，设频闪时间间隔为⊿t，可得速度为 v A=XA/⊿t 测速原理4 测速原理5 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5 实验数据记录表格 实验数据记录表格 实验记录及分析(a-1) 碰撞前 碰撞后 质量 m1= m2= m1= m2= 速度 V1= V2= V1’= V2’= mv m1v1+m2v2= M1v′1+m2v′2= mv2 m1v12+m2v22= M1v’12+m2v’22= v/m 碰撞前 碰撞后 质量 m1= m2= m1= m2= 速度 V1= V2= V1= V2= mv m1v1+m2v2= m1v1+m2v2= mv2 m1v12+m2v22= m1v12+m2v22= v/m 实验记录及分析(a-2) 碰撞前 碰撞后 质量 m1= m2= m1= m2= 速度 V1= V2= V1= V2= mv m1v1+m2v2= m1v1+m2v2= mv2 m1v12+m2v22= m1v12+m2v22= v/m 实验记录及分析(a-3) 碰撞前 碰撞后 质量 m1= m2= m1= m2= 速度 V1= V2= V1= V2= mv m1v1+m2v2= m1v1+m2v2= mv2 m1v12+m2v22= m1v12+m2v22= v/m 实验记录及分析(b) 碰撞前 碰撞后 质量 m1= m2= m1= m2= 速度 V1= V2= V1= V2= mv m1v1+m2v2= m1v1+m2v2= mv2 m1v12+m2v22= m1v12+m2v22= v/m 实验记录及分析—(c) 实验结果 实验结果 实验探究表明，A、B两物体碰撞前后的不变量为： 小结 基本思路 (一维碰撞) 与物体运动有关的物理量可能有哪些？ 碰撞前后哪个物理量可能是不变的？ 需要考虑 的问题 碰撞必须包括各种情况的碰撞; 物