《1實驗：探究碰撞中的不變量》PPT課件(吉林省市級優(yōu)課)-物理課件

普通高中課程標準實驗教科書—物理（選修3－5）[人教版]實驗：探究碰撞中的不變量生活中的碰撞現(xiàn)象慧星與木星相撞微觀粒子之間由于相互碰撞而改變狀態(tài)，甚至使得一種粒子轉(zhuǎn)化為其他粒子。一、觀察實驗、提出問題思考：碰撞前后會不會有什么物理量保持不變？可能存在什么樣的數(shù)學關(guān)系式問題起因

大量事實表明，A、B兩物體碰撞后，速度發(fā)生了變化，當改變A、B兩物體的質(zhì)量時，速度變化的情況也有所不同。那么，碰撞前后存在什么不變量呢？最簡單的碰撞情形：A、B兩物體碰撞前后沿同一條直線運動，即一維碰撞。探究目標1、明確探究碰撞中的不變量的基本思路；2、掌握同一條直線上運動的兩個物體碰撞前后的速度的測量方法；3、掌握實驗數(shù)據(jù)處理的方法。實驗思路1、建立模型：實驗必須保證碰撞是一維的，即兩個物體在碰撞之前沿同一直線運動，碰撞之后還沿同一直線運動，且方向同向為正，反向為負；2、用天平測量物體的質(zhì)量；3、怎樣測量兩個物體在碰撞前后的速度？測速原理1

光電門測速：測出滑塊經(jīng)過光電門的時間t，則滑塊勻速運動的速度為v=L/t氣墊導軌碰撞滑塊光電門L

單擺測速：設擺繩長為L，測出擺角θ和β，機械能守恒可得速度為橡皮泥θβ保證兩繩等長測速原理2橡皮泥

打點計時器測速：測出相鄰計數(shù)點間的距離⊿X，可得速度為v=⊿X/⊿t測速原理3

頻閃照片測速：分析頻閃照片中A、B滑塊碰撞前后的位置情況，設頻閃時間間隔為⊿t，可得速度為vA=XA/⊿t測速原理4hh斜槽末端切向水平

平拋測速：測出碰撞前后各球落點到O間的距離XOP、XOM、XON，各球空中運動時間均相同，設為⊿t，可得速度為v=XOP/⊿t

為防止碰撞中A球反彈，有mA＞mB落點確定：測速原理5平拋測速的其他方案需測球的直徑測速原理5碰撞可能有很多情形1、兩個質(zhì)量相同的物體相碰撞，兩個質(zhì)量相差懸殊的物體相碰撞。2、兩個速度大小相同、方向相反的物體相碰撞，一個運動物體與一個靜止物體相碰撞。3、碰撞時可能中間通過彈簧接觸，碰后分開，碰后也可能粘在一起不再分開……

尋找的不變量：必須在各種碰撞的情況下都不改變。二、我們的猜想三、進行實驗收集數(shù)據(jù)實驗裝置應怎么組裝？實驗的程序,即實驗步驟是什么？怎樣進行實驗數(shù)據(jù)的采集、分析與處理？怎樣設計數(shù)據(jù)表格?

對比、探究、驗證實驗中，如何設計一個直觀、方便的表格也是成功的關(guān)鍵所在。

頻閃照片測速：分析頻閃照片中A、B滑塊碰撞前后的位置情況，設頻閃時間間隔為⊿t，可得速度為vA=XA/⊿t例碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1=V2=mvm1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m四、數(shù)據(jù)分析、解決問題實驗結(jié)果

實驗探究表明，A、B兩物體碰撞前后的不變量為：課堂練習1、如圖所示，利用氣墊導軌和光電門研究碰撞中的不變量，已知光電門的寬度為L，兩滑塊質(zhì)量分別為mA和mB,開始時滑塊A和B相向運動，經(jīng)過光電門的時間各自為⊿tA和⊿tB，碰撞后，滑塊B和A先后以⊿tB’和⊿tA’

經(jīng)過右側(cè)光電門，如果實驗中測出碰撞前后兩滑塊的質(zhì)量和速度乘積之和保持不變，則可用題中條件寫出所滿足的關(guān)系式是________________________________________5、在探究碰撞中的不變量的實驗時，需要測量的物理量有（）A、入射小球和被碰小球的質(zhì)量B、入射小球和被碰小球的直徑C、斜槽軌道的末端距地面的高度D、入射球滾下到拋出時的高度差E、入射球末碰撞時飛出的水平距離F、入射球和被碰球碰撞后飛出的水平距離ABEF課堂練習

我們的收獲是什么？猜想設計方案實驗驗證

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