161-实验：探究碰撞中的不变量解析课件.ppt

1、16.1 实验：探究碰撞中的不变量实验：探究碰撞中的不变量第十六章第十六章 动量守恒定律动量守恒定律1).1).如如m mA A=m mB B，碰后碰后A A球静止，球静止，B B球差不多以球差不多以A A球的速度摆起，球的速度摆起，摆到与摆到与A A初时等高；初时等高；2).2).如如m mA A m mB B，碰后，碰后A A、B B两球以不同速度向右摆动；两球以不同速度向右摆动；3).3).如如m mA A mm2 2 B.mB.m1 1=m=m2 2C.mC.m1 1mm2 2 D.D.以上三个关系都可以以上三个关系都可以【解析解析】选选D.D.这个实验是探究性实验，目的就是让同学们探

2、这个实验是探究性实验，目的就是让同学们探究在不同情况下的不变量，究在不同情况下的不变量，A A、B B、C C三种关系也是需要同学们三种关系也是需要同学们在实验中认真探究的内容，是实验设计探究的不同情况，是在实验中认真探究的内容，是实验设计探究的不同情况，是正确的，故选项正确的，故选项D D正确正确.参考案例三参考案例三-打点计时器测速原理打点计时器测速原理 将打点计时器固定在将打点计时器固定在光滑桌面光滑桌面的一端，把的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。让小车让小车A运动，小车运动，小车B静止。在两小车的碰静止。在两小车的碰撞端撞端分别装上撞针和

3、橡皮泥，碰撞时撞针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（如上图）。通过纸带测出它们碰撞前后的速度。的速度。2211mvmv 7.7.对于实验最终的结论对于实验最终的结论m m1 1v v1 1m m2 2v v2 2m m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2，下列说法，下列说法正确的是正确的是()()A.A.仅限于一维碰撞仅限于一维碰撞B.B.任何情况下任何情况下m m1 1v v1 12 2m m2 2v v2 22 2m m1 1v v1 12 2m m2 2v v2 22 2也一定

4、成立也一定成立C.C.式中的式中的v v1 1、v v2 2、v v1 1、v v2 2都是速度的大小都是速度的大小D.D.式中的不变量是式中的不变量是m m1 1和和m m2 2组成的系统的质量与速度乘积之和组成的系统的质量与速度乘积之和【解析解析】选选A A、D.D.这个实验是在一维情况下设计的实验，其他这个实验是在一维情况下设计的实验，其他情况未做探究；系统的质量与速度的乘积之和在碰撞前后为情况未做探究；系统的质量与速度的乘积之和在碰撞前后为不变量是实验的结论，其他探究的结论情况不成立，而速度不变量是实验的结论，其他探究的结论情况不成立，而速度是矢量，应考虑方向是矢量，应考虑方向.故选项

5、故选项A A、D D正确正确.9.9.某同学用如图所示装置通过半径相同的某同学用如图所示装置通过半径相同的A A、B B两球的碰撞来两球的碰撞来探究碰撞过程中的不变量，图中探究碰撞过程中的不变量，图中PQPQ是斜槽，是斜槽，QRQR为水平槽，实为水平槽，实验时先使验时先使A A球从斜槽上某一固定位置球从斜槽上某一固定位置G G由静止开始滚下，落到由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作1010次，次，得到得到1010个落点痕迹个落点痕迹.再把再把B B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A

6、A球仍球仍从位置从位置G G由静止开始滚下，和由静止开始滚下，和B B球碰撞后，球碰撞后，A A、B B球分别在记录纸上留下球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作各自的落点痕迹，重复这种操作1010次次.图中图中O O点是水平槽末端点是水平槽末端R R在记录纸在记录纸上的垂直投影点，上的垂直投影点，B B球落点痕迹如图所示，其中厘米刻度尺水平放置，球落点痕迹如图所示，其中厘米刻度尺水平放置，且平行于且平行于G G、R R、O O所在的平面，厘米刻度尺的零点与所在的平面，厘米刻度尺的零点与O O点对齐点对齐.(1)(1)碰撞后碰撞后B B球的水平射程应取球的水平射程应取_cm._cm.

7、(2)(2)在以下选项中，本次实验必须进行的测量是在以下选项中，本次实验必须进行的测量是_._.A.A.水平槽上未放水平槽上未放B B球时，测量球时，测量A A球落点位置到球落点位置到O O点的距离点的距离B.B.测量测量A A球与球与B B球碰撞后，球碰撞后，A A球落点位置到球落点位置到O O点的距离点的距离C.C.测量测量A A球与球与B B球的质量球的质量D.D.测量测量G G点相对于水平槽面的高度点相对于水平槽面的高度【解析解析】(1)(1)题图中画出了题图中画出了B B球的球的1010个落点位置，实验中应取个落点位置，实验中应取平均位置平均位置.方法是：用最小的圆将所有点圈在里面，

8、圆心位置方法是：用最小的圆将所有点圈在里面，圆心位置即为落点平均位置，找准平均位置，读数时应在刻度尺的最即为落点平均位置，找准平均位置，读数时应在刻度尺的最小刻度后面再估读一位小刻度后面再估读一位.答案为答案为64.7 cm(64.2 cm 64.7 cm(64.2 cm 到到65.2 cm65.2 cm的范围内都正确的范围内都正确).).(2)(2)本实验把被碰小球放在靠近槽末端的地方，使得被碰小球本实验把被碰小球放在靠近槽末端的地方，使得被碰小球B B和入射小球和入射小球A A都从都从O O点开始做平抛运动，且两球平抛时间相点开始做平抛运动，且两球平抛时间相同，若以平抛时间为单位时间，则平

9、抛的水平距离在数值上同，若以平抛时间为单位时间，则平抛的水平距离在数值上等于平抛初速度等于平抛初速度.设设A A未碰未碰B B，平抛水平位移为，平抛水平位移为x xA A;A;A、B B相碰相碰后，后，A A、B B两球的水平位移分别为两球的水平位移分别为x xA A、x xB B;A;A、B B质量分别为质量分别为m mA A、m mB B，则碰前，则碰前:m mA Ax xA A,碰后碰后m mA Ax xA A+m+mB Bx xB B,要验证要验证mvmv的矢量和的矢量和在碰撞中是否守恒，即验证以上两式中质量与位移的乘积之在碰撞中是否守恒，即验证以上两式中质量与位移的乘积之和是否相等和是否相等.故该实验应测量的物理量有：故该实验应测量的物理量有：m mA A、m mB B、x xA A、x xA A、x xB B，选项，选项A A、B B、C C正确正确.答案：答案：(1)64.7(64.2(1)64.7(64.265.265.2都正确都正确)(2)A)(2)A、B B、C C