实验--探究碰撞中的不变量.pptx
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1、会计学1实验实验-探究碰撞中的不变量探究碰撞中的不变量第1页/共30页第2页/共30页探究目标探究目标探究目标探究目标1 1 1 1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路;、明确探究碰撞中的不变量的基本思路;、明确探究碰撞中的不变量的基本思路;、明确探究碰撞中的不变量的基本思路;2 2 2 2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法前后的速度的测量方法前后的速度的测量方法前后的速度的测量方法;3 3 3 3、掌握实验数据处理的方法。、掌握实验数据处理的方法。、掌握实验数据处理的方法
2、。、掌握实验数据处理的方法。第3页/共30页 大量事实表明,大量事实表明,大量事实表明,大量事实表明,A A A A、B B B B两物体碰撞后,速两物体碰撞后,速两物体碰撞后,速两物体碰撞后,速度发生了变化,当改变度发生了变化,当改变度发生了变化,当改变度发生了变化,当改变A A A A、B B B B两物体的质量时,两物体的质量时,两物体的质量时,两物体的质量时,速度变化的情况也有所不同。那么,碰撞前速度变化的情况也有所不同。那么,碰撞前速度变化的情况也有所不同。那么,碰撞前速度变化的情况也有所不同。那么,碰撞前后存在什么不变量呢?后存在什么不变量呢?后存在什么不变量呢?后存在什么不变量呢
3、?最简单的碰撞情形:最简单的碰撞情形:最简单的碰撞情形:最简单的碰撞情形:A A A A、B B B B两物体碰撞前后沿同一条直线运两物体碰撞前后沿同一条直线运两物体碰撞前后沿同一条直线运两物体碰撞前后沿同一条直线运动,即一维碰撞。动,即一维碰撞。动,即一维碰撞。动,即一维碰撞。第4页/共30页 碰撞前后速度碰撞前后速度V V的变化和物体的质量的变化和物体的质量m m的关系,可以做如下猜测:的关系,可以做如下猜测:猜想:猜想:第5页/共30页实验思路实验思路实验思路实验思路1 1 1 1、建立模型:实验必须保证碰撞是一维的,、建立模型:实验必须保证碰撞是一维的,、建立模型:实验必须保证碰撞是一
4、维的,、建立模型:实验必须保证碰撞是一维的,即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动,碰即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动,碰即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动,碰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,且方向同向为正,撞之后还沿同一直线运动,且方向同向为正,撞之后还沿同一直线运动,且方向同向为正,撞之后还沿同一直线运动,且方向同向为正,反向为负;反向为负;反向为负;反向为负;2 2 2 2、用天平测量物体的质量;、用天平测量物体的质量;、用天平测量物体的质量;、用天平测量物体的质量;3 3 3 3、怎样测量两个物体在碰撞前后的速度?、怎样测量两个物体在碰撞前后的速度?、怎样测
5、量两个物体在碰撞前后的速度?、怎样测量两个物体在碰撞前后的速度?第6页/共30页测速原理测速原理测速原理测速原理1 1 1 1 光电门测速:测出滑块经过光电门的光电门测速:测出滑块经过光电门的光电门测速:测出滑块经过光电门的光电门测速:测出滑块经过光电门的时间时间时间时间t t t t,则滑块匀速运动的速度为,则滑块匀速运动的速度为,则滑块匀速运动的速度为,则滑块匀速运动的速度为v=L/tv=L/tv=L/tv=L/t气垫导轨气垫导轨气垫导轨气垫导轨碰撞滑块碰撞滑块碰撞滑块碰撞滑块光电门光电门光电门光电门L L L L第7页/共30页 单摆测速:设摆绳长为单摆测速:设摆绳长为单摆测速:设摆绳长
6、为单摆测速:设摆绳长为L L L L,测出摆角,测出摆角,测出摆角,测出摆角和和和和,机械能守恒可得速度为,机械能守恒可得速度为,机械能守恒可得速度为,机械能守恒可得速度为橡皮泥橡皮泥橡皮泥橡皮泥 保证两保证两保证两保证两绳等长绳等长绳等长绳等长测速原理测速原理测速原理测速原理2 2 2 2第8页/共30页橡皮泥橡皮泥橡皮泥橡皮泥 打点计时器测速:测出相邻计数点间打点计时器测速:测出相邻计数点间打点计时器测速:测出相邻计数点间打点计时器测速:测出相邻计数点间的距离的距离的距离的距离X X X X,可得速度为,可得速度为,可得速度为,可得速度为v=X/t测速原理测速原理测速原理测速原理3 3 3
7、 3第9页/共30页n n用天平测出辆小车的质量(包括撞针或橡皮泥)用天平测出辆小车的质量(包括撞针或橡皮泥)用天平测出辆小车的质量(包括撞针或橡皮泥)用天平测出辆小车的质量(包括撞针或橡皮泥)n n固定打点计时器,连好电路。固定打点计时器,连好电路。固定打点计时器,连好电路。固定打点计时器,连好电路。n n平衡摩擦力平衡摩擦力平衡摩擦力平衡摩擦力n n做实验做实验做实验做实验n n改变质量,重做实验改变质量,重做实验改变质量,重做实验改变质量,重做实验n n数据记录与处理:数据记录与处理:数据记录与处理:数据记录与处理:第10页/共30页 频闪照片测速:分析频闪照片中频闪照片测速:分析频闪照
8、片中频闪照片测速:分析频闪照片中频闪照片测速:分析频闪照片中A A A A、B B B B滑块碰滑块碰滑块碰滑块碰撞前后的位置情况,设频闪时间间隔为撞前后的位置情况,设频闪时间间隔为撞前后的位置情况,设频闪时间间隔为撞前后的位置情况,设频闪时间间隔为t t t t,可得,可得,可得,可得速度为速度为速度为速度为v A=XA/t测速原理测速原理测速原理测速原理4 4 4 4第11页/共30页h hh h斜槽末端切斜槽末端切斜槽末端切斜槽末端切向水平向水平向水平向水平 平抛测速:测出碰撞前后各球落点到平抛测速:测出碰撞前后各球落点到平抛测速:测出碰撞前后各球落点到平抛测速:测出碰撞前后各球落点到O
9、 O O O间的距间的距间的距间的距离离离离X X X XOPOPOPOP、X X X XOMOMOMOM、X X X XONONONON,各球空中运动时间均相同,设为,各球空中运动时间均相同,设为,各球空中运动时间均相同,设为,各球空中运动时间均相同,设为t t t t,可得速度为,可得速度为,可得速度为,可得速度为v=XOP/t 为防止碰撞中为防止碰撞中为防止碰撞中为防止碰撞中A A球球球球反弹,有反弹,有反弹,有反弹,有mmA AmmB B落点确定:落点确定:落点确定:落点确定:测速原理测速原理测速原理测速原理5 5 5 5第12页/共30页注意:注意:5、用正确的方法从落点的痕迹找出落
10、点的位置;、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、实验中不需要测量时间,也不需要测量桌面的高度;测量桌面的高度;4、能正确判断小球碰撞前后的落点、能正确判断小球碰撞前后的落点(m1m2);1、斜槽末端的切线要水平;、斜槽末端的切线要水平;2、从同一高度释放小球、从同一高度释放小球;OPMN天平、刻度尺、重垂线天平、刻度尺、重垂线第13页/共30页平抛测速的其他方案平抛测速的其他方案需测球的直径需测球的直径需测球的直径需测球的直径测速原理测速原理测速原理测速原理5 5 5 5第14页/共30页碰撞可能有很多情形碰撞可能有很多情形碰撞可能有很多情形碰撞可能有很
11、多情形1 1 1 1、两个质量相同的物体相碰撞,两个质、两个质量相同的物体相碰撞,两个质、两个质量相同的物体相碰撞,两个质、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。量相差悬殊的物体相碰撞。量相差悬殊的物体相碰撞。量相差悬殊的物体相碰撞。2 2 2 2、两个速度大小相同、方向相反的物体、两个速度大小相同、方向相反的物体、两个速度大小相同、方向相反的物体、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,一个运动物体与一个静止物体相碰撞,一个运动物体与一个静止物体相碰撞,一个运动物体与一个静止物体相碰撞。相碰撞。相碰撞。相碰撞。3 3 3 3、碰撞时可能中间
12、通过弹簧接触,碰后、碰撞时可能中间通过弹簧接触,碰后、碰撞时可能中间通过弹簧接触,碰后、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分开,碰后也可能粘在一起不再分开分开,碰后也可能粘在一起不再分开分开,碰后也可能粘在一起不再分开 寻找的不变量:必须在各种碰撞寻找的不变量:必须在各种碰撞寻找的不变量:必须在各种碰撞寻找的不变量:必须在各种碰撞的情况下都不改变。的情况下都不改变。的情况下都不改变。的情况下都不改变。第15页/共30页实验分析实验分析实验分析实验分析第16页/共30页实验分析实验分析实验分析实验分析第17页/共30页实验分析实验分析实验分析实验分析第18页/共30
13、页实验分析实验分析实验分析实验分析第19页/共30页实验结果实验结果实验结果实验结果 实验探究表明,实验探究表明,A A、B B两两物体碰撞前后的不变量为:物体碰撞前后的不变量为:第20页/共30页课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习1 1 1 1、如图所示,利用气垫导轨和光电门研究碰撞、如图所示,利用气垫导轨和光电门研究碰撞、如图所示,利用气垫导轨和光电门研究碰撞、如图所示,利用气垫导轨和光电门研究碰撞中的不变量,已知光电门的宽度为中的不变量,已知光电门的宽度为中的不变量,已知光电门的宽度为中的不变量,已知光电门的宽度为L L L L,两滑块质,两滑块质,两滑块质,两滑块质量分别为量分别为量分别
14、为量分别为m m m mA A A A和和和和m m m mB B B B,开始时滑块开始时滑块开始时滑块开始时滑块A A A A和和和和B B B B相向运动,经过相向运动,经过相向运动,经过相向运动,经过光电门的时间各自为光电门的时间各自为光电门的时间各自为光电门的时间各自为t t t tA A A A和和和和t t t tB B B B,碰撞后,滑块,碰撞后,滑块,碰撞后,滑块,碰撞后,滑块B B B B和和和和A A A A先后以先后以先后以先后以t t t tB B B B 和和和和t t t tA A A A 经过右侧光电门,如果实经过右侧光电门,如果实经过右侧光电门,如果实经过右
15、侧光电门,如果实验中测出碰撞前后两滑块的质量和速度乘积之和验中测出碰撞前后两滑块的质量和速度乘积之和验中测出碰撞前后两滑块的质量和速度乘积之和验中测出碰撞前后两滑块的质量和速度乘积之和保持不变,则可用题中条件写出所满足的关系式保持不变,则可用题中条件写出所满足的关系式保持不变,则可用题中条件写出所满足的关系式保持不变,则可用题中条件写出所满足的关系式是是是是_第21页/共30页2 2 2 2、某同学利用如图所示的装置探究碰撞中的不变量,则某同学利用如图所示的装置探究碰撞中的不变量,则某同学利用如图所示的装置探究碰撞中的不变量,则某同学利用如图所示的装置探究碰撞中的不变量,则(1 1 1 1)下
16、列说法正确的是)下列说法正确的是)下列说法正确的是)下列说法正确的是()()()()A A A A悬挂两球的细绳长度要适当,且等长悬挂两球的细绳长度要适当,且等长悬挂两球的细绳长度要适当,且等长悬挂两球的细绳长度要适当,且等长B B B B由静止释放小球以便较准确地计算小由静止释放小球以便较准确地计算小由静止释放小球以便较准确地计算小由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度球碰前的速度球碰前的速度球碰前的速度C C C C两小球必须都是钢性球,且质量相同两小球必须都是钢性球,且质量相同两小球必须都是钢性球,且质量相同两小球必须都是钢性球,且质量相同D D D D两小球碰后可以粘合在一起共同
17、运动两小球碰后可以粘合在一起共同运动两小球碰后可以粘合在一起共同运动两小球碰后可以粘合在一起共同运动(2 2 2 2)已知两球)已知两球)已知两球)已知两球A A A A和和和和B B B B的质量之比为的质量之比为的质量之比为的质量之比为2 2 2 2:1 1 1 1,如图所示,开始时,如图所示,开始时,如图所示,开始时,如图所示,开始时A A A A球从与竖直成球从与竖直成球从与竖直成球从与竖直成454545450 0 0 0角的位置静止释放,之后两球粘在一起向右角的位置静止释放,之后两球粘在一起向右角的位置静止释放,之后两球粘在一起向右角的位置静止释放,之后两球粘在一起向右摆动,最大摆角
18、为摆动,最大摆角为摆动,最大摆角为摆动,最大摆角为303030300 0 0 0,如果本实验允许的最大误差是,如果本实验允许的最大误差是,如果本实验允许的最大误差是,如果本实验允许的最大误差是4%4%4%4%,试分析碰撞前后两球的质量与速度乘积之和是否保持不变?试分析碰撞前后两球的质量与速度乘积之和是否保持不变?试分析碰撞前后两球的质量与速度乘积之和是否保持不变?试分析碰撞前后两球的质量与速度乘积之和是否保持不变?ABDABD1.531mgL1.531mgL1.553mgL1.553mgL1.4%1.4%课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习第22页/共30页3 3 3 3、某同学设计了一个用打点计
19、时器探究碰撞过程中不变量的、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、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、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:在小车实验:在小车实验:在小车实验:在小车A A A A的前端粘有橡皮泥,推动小车的前端粘有橡皮泥,推动小车的前端粘有橡皮泥,推动小车的前端粘有橡皮泥,推动小车A A A A使之做匀速运使之做匀速运使之做匀速运使之做匀速运动然后与原来静止在前方的小车动然后与原来静止在前方的小车动然后与原来静止在前方的小车动然后与原来静止在前方的小车B B B B相碰并粘合成一体,继续相碰并粘合成一体,继续相碰并粘合成一体,继
20、续相碰并粘合成一体,继续做匀速运动,他设计的具体装置如图所示在小车做匀速运动,他设计的具体装置如图所示在小车做匀速运动,他设计的具体装置如图所示在小车做匀速运动,他设计的具体装置如图所示在小车A A A A后连着纸后连着纸后连着纸后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为带,电磁打点计时器电源频率为带,电磁打点计时器电源频率为带,电磁打点计时器电源频率为50Hz50Hz50Hz50Hz,测得小车,测得小车,测得小车,测得小车A A A A的质量为的质量为的质量为的质量为310g310g310g310g,小车,小车,小车,小车B(B(B(B(包括橡皮泥包括橡皮泥包括橡皮泥包括橡皮泥)的质量为的质量为的
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- 实验 探究 碰撞 中的 不变量
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