動(dòng)量守恒定律“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)課件

第十六章動(dòng)量守恒定律

實(shí)驗(yàn):探究碰撞中的不變量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)生活中的各種碰撞現(xiàn)象撞車生活中的各種碰撞現(xiàn)象打樁機(jī)打樁生活中的各種碰撞現(xiàn)象釘釘子生活中的各種碰撞現(xiàn)象飛鳥(niǎo)撞飛機(jī)生活中的各種碰撞現(xiàn)象打網(wǎng)球生活中的各種碰撞現(xiàn)象拳擊二、生活中的各種碰撞現(xiàn)象打臺(tái)球

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．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，本節(jié)通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究碰撞過(guò)程中的什么物理量保持不變(守恒)．

問(wèn)題3:碰撞中有沒(méi)有哪個(gè)物理量是不變的?問(wèn)題2:我們的研究對(duì)象是誰(shuí)?問(wèn)題1:以上兩種碰撞我們先研究哪一種?

1、一維碰撞我們只研究最簡(jiǎn)單的情況——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)．這種碰撞叫做一維碰撞．實(shí)驗(yàn)探究的基本思路如圖所示，A、B是懸掛起來(lái)的鋼球，把小球A拉起使其懸線與豎直線夾一角度a，放開(kāi)后A球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與B球發(fā)生碰撞，碰后B球擺幅為β角．如兩球的質(zhì)量mA=mB，碰后A球靜止，B球擺角β=α，這說(shuō)明A、B兩球碰后交換了速度如mA>mB，碰后A、B兩球一起向右擺動(dòng)；如mA<mB，碰后A球反彈、B球向右擺動(dòng)；以上現(xiàn)象說(shuō)明A、B兩球碰撞后，速度發(fā)生了變化，當(dāng)A、B兩球的質(zhì)量關(guān)系發(fā)生變化時(shí)，速度變化的情況也不同．

2．追尋不變量在一維碰撞的情況下與物體運(yùn)動(dòng)有關(guān)的量只有物體的質(zhì)量和物體的速度．分析：①碰撞前后物體質(zhì)量不變，但質(zhì)量并不描述物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，不是我們追尋的“不變量”．②必須在各種碰撞的情況下都不改變的量，才是我們追尋的不變量．

2．追尋不變量所以，我們要追尋的守恒量，應(yīng)該是碰撞前后速度的變化和物體的質(zhì)量m的關(guān)系。設(shè)兩個(gè)物體的質(zhì)量分別為m1、m2，碰撞前它們速度分別為v1、v2，碰撞后的速度分別為v1'、v2'．規(guī)定某一速度方向?yàn)檎覀兛梢圆孪胍幌履膫€(gè)可能是不變量？猜想……..1．實(shí)驗(yàn)必須保證碰撞是一維的；

2．用天平測(cè)量物體的質(zhì)量；3．測(cè)量?jī)蓚€(gè)物體在碰撞前后的速度．速度的測(cè)量：可以充分利用所學(xué)的運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)，如利用勻速運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)，并借助于斜槽、氣墊導(dǎo)軌、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶等來(lái)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮涂刂茖?shí)驗(yàn)條件．實(shí)驗(yàn)條件的保證、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)閱讀：參考案例還可以是什么方案？

圖中滑塊上紅色部分為擋光板，擋光板有一定的寬度，設(shè)為L(zhǎng)．氣墊導(dǎo)軌上黃色框架上安裝有光控開(kāi)關(guān)，并與計(jì)時(shí)裝置相連，構(gòu)成光電計(jì)時(shí)裝置．當(dāng)擋光板穿入時(shí)，將光擋住開(kāi)始計(jì)時(shí)，穿過(guò)后不再擋光則停止計(jì)時(shí)，設(shè)記錄的時(shí)間為t，則滑塊相當(dāng)于在L的位移上運(yùn)動(dòng)了時(shí)間t，所以滑塊勻速運(yùn)動(dòng)的速度v=L/t．參考案例一中測(cè)速原理參考案例四：實(shí)驗(yàn)裝置待測(cè)數(shù)據(jù)設(shè)小球下落時(shí)間