高中物理《探究碰撞中的不變量》課件一（19張PPT）（新人教版選修3-5）

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課件名稱 1 實(shí)驗(yàn) 探究碰撞中的不變量 1 實(shí)驗(yàn) 探究碰撞中的不變量 知識目標(biāo) 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(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體碰撞前后的速度的測量方法 3 掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法 重點(diǎn) 難點(diǎn) 1 碰撞中的不變量的探究 2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 一 碰撞現(xiàn)象 臺球由于兩球的碰撞而改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 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 碰撞是日常生活 生產(chǎn)活動(dòng)中常見的一種現(xiàn)象 兩個(gè)物體發(fā)生碰撞后 速度都發(fā)生變化 兩個(gè)物體的質(zhì)量不同時(shí) 它們的速度變化情況也不一樣 那么碰撞前后會有什么物理量保持不變 二 在實(shí)驗(yàn)中尋找不變的量 1 碰撞的最簡單情況 一維碰撞即兩個(gè)物體在碰撞之前沿直線運(yùn)動(dòng) 碰撞之后還沿同一直線運(yùn)動(dòng) 2 設(shè)兩個(gè)物體的質(zhì)量分別為m1 m2 碰撞前速度分別為v1 v2 碰撞后速度分別為v1 v2 速度與設(shè)定方向一致取正值 否則取負(fù)值 1 模型構(gòu)建 2 基本思路 1 質(zhì)量雖然不變 但并不描述物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 不是我們追尋的 不變量 而速度在碰撞前后是變化的 2 那么 兩個(gè)物體各自的質(zhì)量與自己的速度的乘積之和是不是不變量 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 3 或者 各自的質(zhì)量與自己的速度的二次方的乘積之和是不變量 m1v12 m2v22 m1v1 2 m2v2 2 4 也許是兩個(gè)物體的速度與自己質(zhì)量的比值之和在碰撞前后保持不變 3 碰撞可能有很多情形 1 兩個(gè)質(zhì)量相同的物體相碰撞 兩個(gè)質(zhì)量相差懸殊的物體相碰撞 2 兩個(gè)速度大小相同 方向相反的物體相碰撞 一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體與一個(gè)靜止物體相碰撞 3 碰撞時(shí)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 我們尋找的不變量必須在各種碰撞的情況下都不改變 這樣才符合要求 4 需要考慮的問題 討論操作和數(shù)據(jù)處理中的技術(shù)性問題 1 要保證碰撞是一維的 2 質(zhì)量測量 3 速度測量 4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 本實(shí)驗(yàn)主要解決的問題是 怎樣保證物體在同一直線上運(yùn)動(dòng)和怎樣測物體的速度 天平 速度的測量 可以充分利用所學(xué)的運(yùn)動(dòng)學(xué)知識 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)器和紙帶等來達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮涂刂茖?shí)驗(yàn)條件 案例一 閱讀教材 如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 三 實(shí)驗(yàn)案例 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 氣墊導(dǎo)軌上黃色框架上安裝有光控開關(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) 將光擋住開始計(jì)時(shí) 穿過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 說一說其中測速的原理 用氣墊導(dǎo)軌做碰撞實(shí)驗(yàn) 案例二 閱讀教材 如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 通過測量小球被拉起的角度 從而算出落下時(shí)的速度 測量被撞小球擺起的角度 從而算出被撞后的速度 也可以用貼膠布等方法增大兩球碰撞時(shí)的能量損失 案例三 閱讀教材 如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在光滑桌面的一端 把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 連在小車的后面 讓小車A運(yùn)動(dòng) 小車B靜止 在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥 碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥中 把兩個(gè)小車連接成一體 如上圖 通過紙帶測出它們碰撞前后的速度 光滑桌面上有兩1 2兩個(gè)小球 1球的質(zhì)量為0 3kg 以速度8m s跟質(zhì)量0 1kg的靜止的2球發(fā)生碰撞 碰撞后2球的速度變?yōu)?m s 1球的速度變?yōu)?m s 方向與原來相同 根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 曉明對這次碰撞的規(guī)律做了如下幾項(xiàng)猜想 1 碰撞后2球獲得了速度 是否是1球把速度傳遞給了2球 2 碰撞后2球獲得了動(dòng)能 是否是1球把動(dòng)能傳遞給了2球 3 請你根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)猜想 有一個(gè)什么物理量 在這次碰撞中 2球所增加的這個(gè)量與1球所減小的這個(gè)量相等 請計(jì)算表明 思考1 思考2 基本思路 一維碰撞 與物體運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物理量可能有哪些 碰撞前后哪個(gè)物理量可能是不變的 需要考慮的問題 碰撞必須包括各種情況的碰撞 物體質(zhì)量的測量 天平 碰撞前后物體速度的測量 利用光電門或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器等 實(shí)驗(yàn) 探究碰撞中的不變量 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全