2018版高中物理碰撞與動(dòng)量守恒1.7實(shí)驗(yàn)：探究動(dòng)量守恒定律課件教科版.pptx

1、7實(shí)驗(yàn)：探究動(dòng)量守恒定律,目標(biāo)定位1.明確探究物體碰撞中動(dòng)量變化規(guī)律的基本思路.2.掌握直線運(yùn)動(dòng)物體速度的測(cè)量方法.,猜想與假設(shè) 為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化，這里研究?jī)蓚€(gè)物體的碰撞，且碰撞前兩物體沿同一直線運(yùn)動(dòng)，碰撞后仍沿這一直線運(yùn)動(dòng) 設(shè)兩個(gè)物體的質(zhì)量分別為m1、m2，碰撞前的速度分別為v1、v2，碰撞后的速度分別為v1、v2，如果速度與我們規(guī)定的正方向相同取正值，相反取負(fù)值 根據(jù)實(shí)驗(yàn)求出兩物體碰前動(dòng)量pm1v1m2v2，碰后動(dòng)量pm1v1m2v2，看p與p是否相等，從而驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需要考慮的問(wèn)題： (1)如何保證碰撞前后兩物體速度在一條直線上 (2)如何測(cè)定碰撞前、后兩物體的速度

2、,實(shí)驗(yàn)案例氣墊導(dǎo)軌上的實(shí)驗(yàn) 氣墊導(dǎo)軌、氣泵、光電計(jì)時(shí)器、天平等 氣墊導(dǎo)軌裝置如圖1所示，由導(dǎo)軌、滑塊、擋光片、光電門(mén)等組成，在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣，壓縮空氣會(huì)從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上(如圖2所示，圖中氣墊層的厚度放大了很多倍)，這樣大大減小了由摩擦產(chǎn)生的影響,圖1,圖2,天平,光電計(jì)時(shí)器,預(yù)習(xí)完成后，請(qǐng)把你疑惑的問(wèn)題記錄在下面的表格中,實(shí)驗(yàn)步驟 1如圖2所示調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，使其水平是否水平可按如下方法檢查：打開(kāi)氣泵后，導(dǎo)軌上的滑塊應(yīng)該能保持靜止 2按說(shuō)明書(shū)連接好數(shù)字計(jì)時(shí)器與光電門(mén) 3如圖3所示，把中間夾有彎形彈簧片的兩滑塊置于

3、光電門(mén)中間保持靜止，燒斷拴彈簧片的細(xì)線，測(cè)出兩滑塊的質(zhì)量和速度，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記入設(shè)計(jì)好的表格中,圖3,4如圖4所示，在滑塊上安裝好彈性碰撞架將兩滑塊從左、右以適當(dāng)?shù)乃俣冉?jīng)過(guò)光電門(mén)后在兩光電門(mén)中間發(fā)生碰撞，碰撞后分別沿各自碰撞前相反的方向運(yùn)動(dòng)再次經(jīng)過(guò)光電門(mén)，光電計(jì)時(shí)器分別測(cè)出兩滑塊碰撞前后的速度測(cè)出它們的質(zhì)量后，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記入相應(yīng)表格中 圖4,5如圖5所示，在滑塊上安裝好撞針及橡皮泥，將裝有橡皮泥的滑塊停在兩光電門(mén)之間，裝有撞針的滑塊從一側(cè)經(jīng)過(guò)光電門(mén)后兩滑塊碰撞，一起運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)另一光電門(mén)，測(cè)出兩滑塊的質(zhì)量和速度，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記入相應(yīng)表格中 圖5,6根據(jù)上述各次碰撞的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)尋找物體碰撞中動(dòng)量變化的規(guī)律

4、 氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：碰撞前后兩滑塊的動(dòng)量之和保持不變,典例分析 【例1】現(xiàn)利用圖6(a)所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律在圖(a)中，氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個(gè)滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(圖中未畫(huà)出)的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計(jì)時(shí)器(未完全畫(huà)出)可以記錄遮光片通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間,圖6,【例2】某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的動(dòng)量變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖7所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架、光電門(mén)等組成 圖7,(1)下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟： 安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平； 向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；

5、 接通光電計(jì)時(shí)器； 把滑塊2靜止放在氣墊導(dǎo)軌的中間； 滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩； 釋放滑塊1，滑塊1通過(guò)光電門(mén)1后與左側(cè)固定彈簧的滑塊2碰撞，碰后滑塊1和滑塊2依次通過(guò)光電門(mén)2，兩滑塊通過(guò)光電門(mén)后依次被制動(dòng)；,讀出滑塊通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的擋光時(shí)間分別為滑塊1通過(guò)光電門(mén)1的擋光時(shí)間t110.01 ms，通過(guò)光電門(mén)2的擋光時(shí)間t249.99 ms，滑塊2通過(guò)光電門(mén)2的擋光時(shí)間t38.35 ms； 測(cè)出擋光片的寬度d5 mm，測(cè)得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量為m1300 g，滑塊2(包括彈簧)質(zhì)量為m2200 g；,(2)數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 實(shí)驗(yàn)中氣墊導(dǎo)軌的作用是： A._， B_. 碰撞前滑塊

6、1的速度v1為_(kāi)m/s；碰撞后滑塊1的速度v2為_(kāi)m/s；滑塊2的速度v3為_(kāi)m/s；(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 在誤差允許的范圍內(nèi)，通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們可以探究出碰撞前后系統(tǒng)的總動(dòng)量和總動(dòng)能如何變化？通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析說(shuō)明理由 a_； b_.,答案A.大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差 B保證兩個(gè)滑塊的碰撞是一維的 0.500.100.60 a.系統(tǒng)碰撞前、后質(zhì)量與速度的乘積之和不變 b碰撞前后總動(dòng)能不變,【例3】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做“探究碰撞中動(dòng)量變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)：在小車(chē)A的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車(chē)A使之做勻速運(yùn)動(dòng)，然后與原來(lái)靜止在前方的小車(chē)B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)具體裝置如圖8所示，在小車(chē)A后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源頻率為50 Hz，長(zhǎng)木板下墊著小木片用以平衡摩擦力 圖8,(1)若實(shí)驗(yàn)已得到的打點(diǎn)紙帶如圖9所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距(標(biāo)在圖上)，則應(yīng)該選_段來(lái)計(jì)算A的碰撞前速度；應(yīng)選_段來(lái)計(jì)算A和B碰后的共同速度(選填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”) 圖9,(2)已測(cè)得小車(chē)A的質(zhì)量mA0.40 kg，小車(chē)B的質(zhì)量mB0