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 實驗 探究碰撞中的不變量 1 實驗 探究碰撞中的不變量 知識目標 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 重點 難點 1 碰撞中的不變量的探究 2 實驗數(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動狀態(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化為其他粒子 碰撞是日常生活 生產活動中常見的一種現(xiàn)象 兩個物體發(fā)生碰撞后 速度都發(fā)生變化 兩個物體的質量不同時 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 在實驗中尋找不變的量 1 碰撞的最簡單情況 一維碰撞即兩個物體在碰撞之前沿直線運動 碰撞之后還沿同一直線運動 2 設兩個物體的質量分別為m1 m2 碰撞前速度分別為v1 v2 碰撞后速度分別為v1 v2 速度與設定方向一致取正值 否則取負值 1 模型構建 2 基本思路 1 質量雖然不變 但并不描述物體的運動狀態(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 兩個物體各自的質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 也許是兩個物體的速度與自己質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 兩個質量相同的物體相碰撞 兩個質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 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)處理中的技術性問題 1 要保證碰撞是一維的 2 質量測量 3 速度測量 4 實驗數(shù)據(jù)的處理 本實驗主要解決的問題是 怎樣保證物體在同一直線上運動和怎樣測物體的速度 天平 速度的測量 可以充分利用所學的運動學知識 如利用勻速運動 平拋運動 并借助于斜槽 氣墊導軌 打點計時器和紙帶等來達到實驗目的和控制實驗條件 案例一 閱讀教材 如何進行實驗 三 實驗案例 圖中滑塊上紅色部分為擋光板 擋光板有一定的寬度 設為L 氣墊導軌上黃色框架上安裝有光控開關 并與計時裝置相連 構成光電計時裝置 當擋光板穿入時 將光擋住開始計時 穿過后不再擋光則停止計時 設記錄的時間為t 則滑塊相當于在L的位移上運動了時間t 所以滑塊勻速運動的速度v L t 說一說其中測速的原理 用氣墊導軌做碰撞實驗 案例二 閱讀教材 如何進行實驗 通過測量小球被拉起的角度 從而算出落下時的速度 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的能量損失 案例三 閱讀教材 如何進行實驗 將打點計時器固定在光滑桌面的一端 把紙帶穿過打點計時器 連在小車的后面 讓小車A運動 小車B靜止 在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥 碰撞時撞針插入橡皮泥中 把兩個小車連接成一體 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 2兩個小球 1球的質量為0 3kg 以速度8m s跟質量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)這些實驗數(shù)據(jù) 曉明對這次碰撞的規(guī)律做了如下幾項猜想 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球獲得了動能 是否是1球把動能傳遞給了2球 3 請你根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)猜想 有一個什么物理量 在這次碰撞中 2球所增加的這個量與1球所減小的這個量相等 請計算表明 思考1 思考2 基本思路 一維碰撞 與物體運動有關的物理量可能有哪些 碰撞前后哪個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 利用光電門或打點計時器等 實驗 探究碰撞中的不變量 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全