单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十六章 动量守恒定律,1,实验：探究碰撞中的不变量,第十六章 动量守恒定律,生活实例,生活实例,现象分析：以上现象的本质特征能不能用两个字归纳,碰撞,2024/11/20,第,3,页（共14页）,微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他粒子,现象分析：以上现象的本质特征能不能用两个字归纳碰撞202,思考与猜想,1.,这些天壤之别的运动，是否遵循相同的物理规律？,2.,碰撞现象会不会有什么物理量保持不变？,2024/11/20,第,4,页（共14页）,思考与猜想1.这些天壤之别的运动，是否遵循相同的物理规律？2,实验的基本思路,1.最简单的碰撞情形,两物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这条直线运动。（即,一维碰撞,）,思考与猜想,与物体运动有关的物理量有哪些呢？,质量与速度,2024/11/20,第,5,页（共14页）,实验的基本思路1.最简单的碰撞情形两物体碰撞前沿同一直线运,制定计划与设计实验,2.,追寻不变量,P2课文，描述思路,两个物体各自的质量与自己的速度的乘积之和是不是不变量？,m,1,v,1,+,m,2,v,2,=,m,1,v,1,+,m,2,v,2,？,或者,，各自的质量与自己的速度的二次方的乘积之和是不变量？,m,1,v,1,2,+,m,2,v,2,2,=,m,1,v,1,2,+,m,2,v,2,2,？,也许,，两个物体的速度与自己质量的比值之和在碰撞前后保持不变？,？,指明了探究的方向和实验的目的,2024/11/20,第,6,页（共14页）,制定计划与设计实验2.追寻不变量P2课文，描述思路2023/,1.实验怎样保证碰撞是一维的？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.用什么测量物体的质量？,3.怎样测量两个物体在碰撞前后的速度？,实验时需要考虑问题,2024/11/20,第,7,页（共14页）,1.实验怎样保证碰撞是一维的？即两个物体在碰撞之前沿同一直线,如图所示，图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为,L,气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为,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,参考案例一,光电门测速法,2024/11/20,第,8,页（共14页）,如图所示，图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设,(1),质量的测量：,用天平测量质量。,(2),速度的测量：,利用公式,v,x/,t,，式中,x,为滑块上挡光片的宽度，,t,为数字计时器显示的滑块上挡光片经过光电门时的时间。,(3),利用在滑块上增加重物的方法改变碰撞物体的质量。,(1)质量的测量：用天平测量质量。,(4),实验方法,用细线将弹簧片压缩，放置于两个滑块之间，并使它们静止，然后烧断细线，弹簧片弹开后落下，两个滑块随即向相反方向运动,(,图,16 1 2,甲,),在两滑块相碰的端面装上弹性碰撞架,(,图,16 1 2,乙,),可以得到能量损失很小的碰撞,在两个滑块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，把两个滑块连成一体运动,(,图,16 1 2,丙,),，这样可以得到能量损失很大的碰撞,(4)实验方法,实验装置如图所示。,把两个小球用线悬起来，一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰。,可以测量小球被拉起的角度，从而算出落下时的速度；测量被撞小球摆起的角度，从而算出被撞后的速度。,也可以用贴胶布等方法增大两球碰撞时的能量损失。,参考案例二,摆球测速原理,2024/11/20,第,11,页（共14页）,实验装置如图所示。参考案例二摆球测速原理2023/10/,将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。让小车,A,运动，小车,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（如上图）。通过纸带测出它们碰撞前后的速度。,参考案例三打点计时器测速原理,2024/11/20,第,12,页（共14页）,将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在,斜槽,（末端水平）,两小球,复写纸,白纸,天平、刻度尺、重垂线,参考案例四,平抛测速原理,本实验设计思想巧妙之处在于用,长度,测量,代替速度,测量,2024/11/20,第,13,页（共14页）,斜槽（末端水平）两小球复写纸白纸天平、刻度尺、重垂线参考案例,注意：,5,、用正确的方法从落点的痕迹找出落点的位置；,3,、实验中不需要测量时间，也不需要,测量桌面的高度；,4,、能正确判断小球碰撞前后的落点,(m,1,m,2,);,1,、斜槽末端的切线要水平；,2,、从同一高度释放小球；,O,P,M,N,平抛测速：测出碰撞前后各球落点到O间的距离X,OP,、X,OM,、X,ON,，各球空中运动时间均相同，设为,t，可得速度为,v,=X,OP,/,t,注意：5、用正确的方法从落点的痕迹找出落点的位置；3、实验中,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：,实验结果 实验探究表明，A、B两物体碰撞前后的不变量为,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,_,kgm/s,；两小车相互作用以后质量与速度的乘积之和为,_ kgm/s(,保留三位有效数字,),。两结果不完全相等的主要原因是,_,0.620,0.618,纸带与打点计时器的限位孔及小车与木板间有摩擦。,课堂练习,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：,5,、在探究碰撞中的不变量的实验时，需要测量的物理量有（）,A,、入射小球和被碰小球的质量,B,、斜槽轨道的末端距地面的高度,C,、入射球滚下到抛出时的高度差,D,、入射球末碰撞时飞出的水平距离,E,、入射球和被碰球碰撞后飞出的水平距离,ADE,课堂练习,5、在探究碰撞中的不变量的实验时，需要测量的物理量有（,6,、如图所示，在“探究碰撞中的不变量”实验中，,P,为入射球,A,未与被碰球,B,碰撞时的落点，,M,为它与,B,球碰后的落点，,N,为,B,球的落点，这个实验对小球质量,M,A,和,M,B,的要求是,M,A,_M,B,（填“”“,=”,或“”）为了能用,OP,长度表示球,A,的初速度，,OM,和,ON,长度分别表示球,A,和球,B,的末速度，则必须做到,_,，用图中标出的符号和测出的数据列出不变量的表达式为,_,。并讨论：三个落地点距,O,点的距离,OM,、,OP,、,ON,与实验所用的小球质量是否有关？,斜槽末端点的切线水平，两球球心碰前处于等高点，即发生对心正碰,m,A,OP=m,A,OM+m,B,ON,OP,与小球的质量无关，,OM,和,ON,与小球的质量有关,课堂练习,6、如图所示，在“探究碰撞中的不变量”实验中，P为入射球A未,8、A、B两滑块在同一光滑的水平直导轨上相向运动发生碰撞（碰撞时间极短）。用闪光照相，闪光4次摄得的照片如图所示。已知闪光的时间间隔为,t，而闪光本身持续时间极短，在这4次闪光的瞬间，A、B两滑块均在0-80cm刻度范围内，且第一次闪光时，滑块A恰好通过x=55cm处，滑块B恰好通过x=70cm处，试根据实验探究中得到的碰撞前后质量和速度乘积之和保持不变的结论判断下述问题：,1)碰撞发生在何处？,2)碰撞发生在第一次闪光后多少时间？,3)两滑块的质量之比等于多少？,碰撞发生在,x,=60cm,处；,t=,t/2,m,A,:m,B,=2:3,碰撞中的闪光照片研究,课堂练习,8、A、B两滑块在同一光滑的水平直导轨上相向运动发生碰撞（碰,9,、用如图所示的装置进行探究碰撞中的不变量的实验：（,1,）先测出滑块,A,和,B,的质量,M,和,m,及滑块与桌面的动摩擦因数,，查出当地的重力加速度,g,；（,2,）用细线将滑块,A,和,B,连接，使,A,和,B,间的弹簧处于压缩状态，滑块,B,紧靠在桌边缘；（,3,）剪断细线，测出滑块,B,做平抛运动落地时的水平位移为,X,1,，滑块,A,沿桌面滑行的距离为,X,2,。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,_,_,，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,_,还需测出桌面离地高度,h,课堂练习,9、用如图所示的装置进行探究碰撞中的不变量的实验：（1）先测,