高中物理 第十六章 动量守恒定律 1 实验 探究碰撞中的不变量同步备课课件 新人教版选修

一、一维碰撞 两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后 ， 这种碰撞叫做一维碰撞,仍沿这条直线运动,三、实验探究方案 实验需要考虑的主要问题： 1质量的测量：用 测量 2速度的测量：有下列三种方案 方案1：利用气垫导轨结合光电门 实验装置如图1所示：,图1,天平,在两滑块相碰的端面上装上弹性碰撞架(图乙)，可以得到能量损失很小的碰撞在滑块的碰撞端贴胶布，可以增大碰撞时的能量损失 在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，使两个滑块连成一体运动(图丙)，这样可以得到能量损失最大的碰撞,(3)器材：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块两个(带挡光片)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等 方案2：单摆结合机械能守恒定律 实验装置如图3所示：,图3,(1)速度的测量及计算：可以测量小球拉起的 ，根据机械 能守恒定律算出小球碰撞前对应的速度；测量碰撞后两小球 分别摆起的对应 ，根据机械能守恒定律算出碰撞后对应 的两小球的速度 (2)碰撞情景的实现：用 的方法增大两小球碰撞时的能 量损失 (3)器材：带细线的小球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐 标纸、胶布等,角度,角度,贴胶布,刻度尺,(2)碰撞情景的实现：在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车连在一起运动 (3)器材：光滑长木板、打点计时器、纸带、刻度尺、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥等,四、实验步骤 不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下： 1用 测量相关碰撞物体的质量m1、m2. 2安装实验装置 3使物体发生一维碰撞 4测量或读出碰撞前、后相关的物理量，计算对应的速度 5改变碰撞条件，重复步骤3、4. 6进行数据处理，通过分析比较，找出碰撞中的“不变量” 7整理器材，结束实验,天平,五、数据处理 将实验中测得的物理量填入下表，填表时需注意物体碰撞后运动的速度与原来速度方向相反的情况.,六、误差分析 1系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即： (1)碰撞是否为一维碰撞 (2)实验中是否合理控制实验条件，如气垫导轨是否水平，两球是否等大，长木板实验是否平衡摩擦力 2偶然误差：主要来源于对质量m和速度v的测量,七、注意事项 1前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰” 2方案提醒： (1)若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平 (2)若利用摆球进行实验，两小球静止时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直平面内 (3)若利用长木板进行实验，可在长木板的一端下垫一小木片用以平衡摩擦力 3探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变,【例1】 某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，气垫导轨装置如图5所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成,图5,(1)下面是实验的主要步骤： 安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； 向气垫导轨通入压缩空气； 接通光电计时器； 把滑块2静止放在气垫导轨的中间； 滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； 释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧固定弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2，两滑块通过光电门后依次被制动；,图6,答案 能,