人教版《碰撞》課件1〔完美版〕

第1節(jié)：實(shí)驗(yàn)：探究碰撞

中的不變量第1節(jié)：實(shí)驗(yàn)：探究碰撞1碰撞是日常生活、生產(chǎn)活動(dòng)中常見(jiàn)的一種現(xiàn)象，兩個(gè)物體發(fā)生碰撞后，速度都發(fā)生變化。兩個(gè)物體的質(zhì)量比例不同時(shí)，它們的速度變化也不一樣。物理學(xué)中研究運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的守恒量具有特別重要的意義，碰撞過(guò)程中的什么物理量保持不變(守恒)？碰撞是日常生活、生產(chǎn)活動(dòng)中常見(jiàn)的一種現(xiàn)象，2一、探究碰撞中的不變量一維碰撞：碰撞前后兩個(gè)物體都在同一直線上運(yùn)動(dòng)。一、探究碰撞中的不變量一維碰撞：碰撞前后兩個(gè)物體都在同一直33.各種碰撞情景的實(shí)現(xiàn)：利用彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥設(shè)計(jì)各種類(lèi)型的碰撞，利用滑塊上加重物的方法改變碰撞物體的質(zhì)量。方案一：利用氣墊導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)一維碰撞2.速度的測(cè)量：v＝Δx/Δt，式中Δx

為滑塊(擋光片)的寬度，Δt

為數(shù)字計(jì)時(shí)器顯示的滑塊(擋光片)經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間。1.質(zhì)量的測(cè)量：用天平測(cè)量。3.各種碰撞情景的實(shí)現(xiàn)：利用彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布4氣墊導(dǎo)軌氣墊導(dǎo)軌5方案三：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速原理將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在光滑桌面的一端，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車(chē)的后面。讓小車(chē)A運(yùn)動(dòng)，小車(chē)B靜止。在兩小車(chē)的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥，碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥中，把兩個(gè)小車(chē)連接成一體（如下圖）。通過(guò)紙帶測(cè)出它們碰撞前后的速度。方案三：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速原理將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定6二、猜想碰撞中的不變量?jī)晌矬w質(zhì)量與速度的乘積之和，即m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′是否成立？或者質(zhì)量與速度平方乘積之和即

m1v12+m2v22=m1v1′2+m2v2′2是否成立？還是有其他的可能？或者成立？二、猜想碰撞中的不變量?jī)晌矬w質(zhì)量與速度的乘積之和，即或7方案一：氣墊導(dǎo)軌、光電計(jì)時(shí)器、天平、滑塊(兩個(gè))、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥。方案二：帶細(xì)線的擺球(兩套)、鐵架臺(tái)、天平、量角器、坐標(biāo)紙、膠布等。方案三：光滑長(zhǎng)木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、小車(chē)(兩個(gè))、天平、撞針、橡皮泥。實(shí)驗(yàn)器材方案一：氣墊導(dǎo)軌、光電計(jì)時(shí)器、天平、滑塊(兩個(gè))、彈簧8不論采用哪種方案，實(shí)驗(yàn)過(guò)程均可按實(shí)驗(yàn)方案合理安排，參考步驟如下：1.用天平測(cè)相關(guān)質(zhì)量；2.安裝實(shí)驗(yàn)裝置；3.使物體發(fā)生碰撞；4.測(cè)量或讀出相關(guān)物理量，計(jì)算有關(guān)速度；5.改變碰撞條件，重復(fù)步驟3、4；6.進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過(guò)分析比較，找出碰撞中的守恒量；7.整理器材，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟不論采用哪種方案，實(shí)驗(yàn)過(guò)程均可按實(shí)驗(yàn)方案合理安排，參考步驟如91．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和實(shí)驗(yàn)結(jié)論

為了探究碰撞中的不變量，將實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的物理量填入如下表格，然后探究不變量。1．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和實(shí)驗(yàn)結(jié)論為10碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2

=4m1=4m2=4速度v1=9v2=0v1?=3v2?=6mvm1v1+m2v2=m1v1?

+m2v2?

=mv2m1v12+m2v22=m1v1?2+m2v2?2=v/m實(shí)驗(yàn)記錄及分析a─1碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2=4m1=4m2=11碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2

=2m1=4m2=2速度v1=9v2=0v1?=4.5v2?=9mvm1v1+m2v2=m1v1?

+m2v2?

=mv2m1v12+m2v22=m1v1?2+m2v2?2=v/m實(shí)驗(yàn)記錄及分析a─2碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2=2m1=4m2=12碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=2m2

=4m1=2m2=4速度v1=6v2=0v2?=4mvm1v1+m2v2=m1v1?

+m2v2?

=mv2m1v12+m2v22=m1v1?2+m2v2?2=v/m實(shí)驗(yàn)記錄及分析a─3碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=2m2=4m1=2m2=13碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2

=2m1=4m2=2速度v1=0v2=0v1?=2mvm1v1+m2v2=m1v1?

+m2v2?

=mv2m1v12+m2v22=m1v1?2+m2v2?2=v/m實(shí)驗(yàn)記錄及分析b碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2=2m1=4m2=14碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2

=2m1=4m2=2速度v1=9v2=0v1?=6v2?=6mvm1v1+m2v2=m1v1?

+m2v2?

=mv2m1v12+m2v22=m1v1?2+m2v2?2=v/m實(shí)驗(yàn)記錄及分析c碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2=2m1=4m2=15經(jīng)過(guò)驗(yàn)證后可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞前后不變的量是物體的質(zhì)量與速度的乘積，即

m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論經(jīng)過(guò)驗(yàn)證后可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞前后161．保證兩物體發(fā)生的是一維碰撞，即兩個(gè)物體碰撞前沿同一直線運(yùn)動(dòng)，碰撞后仍沿同一直線運(yùn)動(dòng)。2．若利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)注意利用水平儀確保導(dǎo)軌水平。3．若利用擺球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩小球靜放時(shí)球心應(yīng)在同一水平線上，且剛好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應(yīng)在同一豎直面內(nèi)。4．碰撞有很多情形，我們尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不改變，才符合要求。注意事項(xiàng)1．保證兩物體發(fā)生的是一維碰撞，即兩個(gè)物體碰撞前沿同一直線運(yùn)17某實(shí)驗(yàn)小組選用水平氣墊導(dǎo)軌、光電門(mén)等測(cè)量裝置來(lái)探究碰撞中的不變量。實(shí)驗(yàn)儀器如圖所示實(shí)驗(yàn)過(guò)程：(1)調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，并使光電計(jì)時(shí)器系統(tǒng)正常工作；(2)在滑塊1上裝上擋光片并測(cè)出其長(zhǎng)度L；(3)在滑塊2的碰撞端面粘上橡皮泥(或雙面膠紙)；(4)用天平測(cè)出滑塊1和滑塊2的質(zhì)量m1、m2；某實(shí)驗(yàn)小組選用水平氣墊導(dǎo)軌、光電門(mén)等測(cè)量裝置來(lái)探究碰撞中的不18(5)把滑塊1和滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌上，讓滑塊2處于靜止?fàn)顟B(tài)(v2＝0)，用滑塊1以初速度v1與之碰撞(這時(shí)光電計(jì)時(shí)器系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算時(shí)間)，撞后兩者粘在一起，分別記下滑塊1的擋光片碰前通過(guò)光電門(mén)的遮光時(shí)間t1和碰后通過(guò)光電門(mén)的遮光時(shí)間t2；(6)先根據(jù)v＝L/t計(jì)算滑塊1碰撞前的速度v1及碰后兩者的共同速度v；再計(jì)算兩滑塊碰撞前后質(zhì)量與速度的乘積，并比較大小。(5)把滑塊1和滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌上，讓滑塊219次數(shù)滑塊1滑塊2碰前質(zhì)量×速度碰后質(zhì)量×速度v1vv2vm1v1m2v2(m1＋m2)v10.2900.18400.18420.4260.26900.269碰前、碰后質(zhì)量×速度大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因是：請(qǐng)完成以上表格。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：m1＝0.324kg

m2＝0.181kg

L＝1.00×10－3

m速度單位：m/s次數(shù)滑塊1滑塊2碰前質(zhì)量×速度碰后質(zhì)量×速度v1vv2v20次數(shù)滑塊1滑塊2碰前質(zhì)量×速度碰后質(zhì)量×速度v1vv2vm1v1m2v2(m1＋m2)v10.2900.18400.18420.4260.26900.269

0.09400.0930.1380.1360測(cè)量時(shí)間、距離等存在誤差，由于阻力、氣墊導(dǎo)軌水平等造成誤差【答案】次數(shù)滑塊1滑塊2碰前質(zhì)量×速度碰后質(zhì)量×速度v1vv2v21基本思路(一維碰撞)與物體運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物理量可能有哪些？碰撞前后哪個(gè)物理量可能是不變的？需要考慮的問(wèn)題碰撞必須包括各種情況的碰撞物體質(zhì)量的測(cè)量(天平)碰撞前后物體速度的測(cè)量(利用光電門(mén)或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器等)基本思路與物體運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物理量可能有哪些？需要考慮碰撞必須包22

每個(gè)人的心靈深處都有著只有他自己理解的東西。對(duì)具有高度自覺(jué)與深邃透徹的心靈的人來(lái)說(shuō)，痛苦與煩惱是他必備的氣質(zhì)。在一切創(chuàng)造物中間沒(méi)有比人的心靈更美、更好的東西了。唯有心靈能使人高貴。所有那些自命高貴而沒(méi)有高貴的心靈的人，都像塊污泥。一個(gè)人只要他有純潔的心靈，無(wú)愁無(wú)恨，他的青春時(shí)期，定可因此而延長(zhǎng)。能充實(shí)心靈的東西，乃是閃爍著星星的蒼穹，以及我內(nèi)心的道德律。

你的心靈常常是戰(zhàn)場(chǎng)。在這個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)上，你的理性與判斷和你的熱情與嗜欲開(kāi)戰(zhàn)。無(wú)所事事并非寧?kù)o，心靈的空洞就是心靈的痛苦。

每個(gè)人的心靈深處都有著只有他自己理解的東西。23

第1節(jié)：實(shí)驗(yàn)：探究碰撞

中的不變量第1節(jié)：實(shí)驗(yàn)：探究碰撞24碰撞是日常生活、生產(chǎn)活動(dòng)中常見(jiàn)的一種現(xiàn)象，兩個(gè)物體發(fā)生碰撞后，速度都發(fā)生變化。兩個(gè)物體的質(zhì)量比例不同時(shí)，它們的速度變化也不一樣。物理學(xué)中研究運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的守恒量具有特別重要的意義，碰撞過(guò)程中的什么物理量保持不變(守恒)？碰撞是日常生活、生產(chǎn)活動(dòng)中常見(jiàn)的一種現(xiàn)象，25一、探究碰撞中的不變量一維碰撞：碰撞前后兩個(gè)物體都在同一直線上運(yùn)動(dòng)。一、探究碰撞中的不變量一維碰撞：碰撞前后兩個(gè)物體都在同一直263.各種碰撞情景的實(shí)現(xiàn)：利用彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥設(shè)計(jì)各種類(lèi)型的碰撞，利用滑塊上加重物的方法改變碰撞物體的質(zhì)量。方案一：利用氣墊導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)一維碰撞2.速度的測(cè)量：v＝Δx/Δt，式中Δx

為滑塊(擋光片)的寬度，Δt

為數(shù)字計(jì)時(shí)器顯示的滑塊(擋光片)經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間。1.質(zhì)量的測(cè)量：用天平測(cè)量。3.各種碰撞情景的實(shí)現(xiàn)：利用彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布27氣墊導(dǎo)軌氣墊導(dǎo)軌28方案三：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速原理將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在光滑桌面的一端，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車(chē)的后面。讓小車(chē)A運(yùn)動(dòng)，小車(chē)B靜止。在兩小車(chē)的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥，碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥中，把兩個(gè)小車(chē)連接成一體（如下圖）。通過(guò)紙帶測(cè)出它們碰撞前后的速度。方案三：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速原理將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定29二、猜想碰撞中的不變量?jī)晌矬w質(zhì)量與速度的乘積之和，即m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′是否成立？或者質(zhì)量與速度平方乘積之和即

m1v12+m2v22=m1v1′2+m2v2′2是否成立？還是有其他的可能？或者成立？二、猜想碰撞中的不變量?jī)晌矬w質(zhì)量與速度的乘積之和，即或30方案一：氣墊導(dǎo)軌、光電計(jì)時(shí)器、天平、滑塊(兩個(gè))、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥。方案二：帶細(xì)線的擺球(兩套)、鐵架臺(tái)、天平、量角器、坐標(biāo)紙、膠布等。方案三：光滑長(zhǎng)木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、小車(chē)(兩個(gè))、天平、撞針、橡皮泥。實(shí)驗(yàn)器材方案一：氣墊導(dǎo)軌、光電計(jì)時(shí)器、天平、滑塊(兩個(gè))、彈簧31不論采用哪種方案，實(shí)驗(yàn)過(guò)程均可按實(shí)驗(yàn)方案合理安排，參考步驟如下：1.用天平測(cè)相關(guān)質(zhì)量；2.安裝實(shí)驗(yàn)裝置；3.使物體發(fā)生碰撞；4.測(cè)量或讀出相關(guān)物理量，計(jì)算有關(guān)速度；5.改變碰撞條件，重復(fù)步驟3、4；6.進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過(guò)分析比較，找出碰撞中的守恒量；7.整理器材，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟不論采用哪種方案，實(shí)驗(yàn)過(guò)程均可按實(shí)驗(yàn)方案合理安排，參考步驟如321．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和實(shí)驗(yàn)結(jié)論

為了探究碰撞中的不變量，將實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的物理量填入如下表格，然后探究不變量。1．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和實(shí)驗(yàn)結(jié)論為33碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2

=4m1=4m2=4速度v1=9v2=0v1?=3v2?=6mvm1v1+m2v2=m1v1?

+m2v2?

=mv2m1v12+m2v22=m1v1?2+m2v2?2=v/m實(shí)驗(yàn)記錄及分析a─1碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2=4m1=4m2=34碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2

=2m1=4m2=2速度v1=9v2=0v1?=4.5v2?=9mvm1v1+m2v2=m1v1?

+m2v2?

=mv2m1v12+m2v22=m1v1?2+m2v2?2=v/m實(shí)驗(yàn)記錄及分析a─2碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2=2m1=4m2=35碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=2m2

=4m1=2m2=4速度v1=6v2=0v2?=4mvm1v1+m2v2=m1v1?

+m2v2?

=mv2m1v12+m2v22=m1v1?2+m2v2?2=v/m實(shí)驗(yàn)記錄及分析a─3碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=2m2=4m1=2m2=36碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2

=2m1=4m2=2速度v1=0v2=0v1?=2mvm1v1+m2v2=m1v1?

+m2v2?

=mv2m1v12+m2v22=m1v1?2+m2v2?2=v/m實(shí)驗(yàn)記錄及分析b碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2=2m1=4m2=37碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2

=2m1=4m2=2速度v1=9v2=0v1?=6v2?=6mvm1v1+m2v2=m1v1?

+m2v2?

=mv2m1v12+m2v22=m1v1?2+m2v2?2=v/m實(shí)驗(yàn)記錄及分析c碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2=2m1=4m2=38經(jīng)過(guò)驗(yàn)證后可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞前后不變的量是物體的質(zhì)量與速度的乘積，即

m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論經(jīng)過(guò)驗(yàn)證后可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞前后391．保證兩物體發(fā)生的是一維碰撞，即兩個(gè)物體碰撞前沿同一直線運(yùn)動(dòng)，碰撞后仍沿同一直線運(yùn)動(dòng)。2．若利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)注意利用水平儀確保導(dǎo)軌水平。3．若利用擺球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩小球靜放時(shí)球心應(yīng)在同一水平線上，且剛好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應(yīng)在同一豎直面內(nèi)。4．碰撞有很多情形，我們尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不改變，才符合要求。注意事項(xiàng)1．保證兩物體發(fā)生的是一維碰撞，即兩個(gè)物體碰撞前沿同一直線運(yùn)40某實(shí)驗(yàn)小組選用水平氣墊導(dǎo)軌、光電門(mén)等測(cè)量裝置來(lái)探究碰撞中的不變量。實(shí)驗(yàn)儀器如圖所示實(shí)驗(yàn)過(guò)程：(1)調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，并使光電計(jì)時(shí)器系統(tǒng)正常工作；(2)在滑塊1上裝上擋光片并測(cè)出其長(zhǎng)度L；(3)在滑塊2的碰撞端面粘上橡皮泥(或雙面膠紙)；(4)用天平測(cè)出滑塊1和滑塊2的質(zhì)量m1、m2；某實(shí)驗(yàn)小組選用水平氣墊導(dǎo)軌、光電門(mén)等測(cè)量裝置來(lái)探究碰撞中的不41(5)把滑塊1和滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌上，讓滑塊2處于靜止?fàn)顟B(tài)(v2＝0)，用滑塊1以初速度v1與之碰撞(這時(shí)光電計(jì)時(shí)器系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算時(shí)間)，撞后兩者粘在一起，分別記下滑塊1的擋光片碰前通過(guò)光電門(mén)的遮光時(shí)間t1和碰后通過(guò)光電門(mén)的遮光時(shí)間t2；(6)先根據(jù)v＝L/t計(jì)算滑塊1碰撞前的速度v1及碰后兩者的共同速度v；再計(jì)算兩滑塊碰撞前后質(zhì)量與速度的乘積，并比較大小。(5)把滑塊1和滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌上，讓滑塊242次數(shù)滑塊1滑