实验 探究碰撞中动量的变化规律

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1、预习导预习导 学实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律预习导学课堂讲义实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律高中物理选选修3-5粤教版预习导预习导 学实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律预习导学课堂讲义目标标定位 1.明确探究物体碰撞中动动量变变化规规律的基本思路.2.掌握直线线运动动物体速度的测测量方法预习导预习导 学实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律预习导学课堂讲义猜想与假设设为为了使问题简问题简 化，这这里研究两个物体的碰撞，且碰撞前两物体沿同一直线线运动动，碰撞后仍沿这这一直线线运动动设设两个物体的质质量分别为别为 m1、m2，碰撞前的速度分别为别为v1、v2，碰

2、撞后的速度分别为别为 v1、v2，如果速度与我们们规规定的正方向相同取正值值，相反取负值负值 根据实验实验 求出两物体碰前动动量pm1v1m2v2，碰后动动量pm1v1m2v2，看p与p是否相等，从而验证动验证动 量守恒定律预习导预习导 学实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律预习导学课堂讲义实验设计实验设计实验设计实验设计 需要考虑虑的问题问题 ：(1)如何保证证碰撞前后两物体速度在一条直线线上(2)如何测测定碰撞前、后两物体的速度实验实验 案例 气垫导轨垫导轨 上的实验实验气垫导轨垫导轨 、气泵泵、光电计时电计时 器、天平等气垫导轨垫导轨 装置如图图1所示，由导轨导轨 、滑块块、挡挡光

3、片、光电电门门等组组成，在空腔导轨导轨 的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨导轨 空腔内不断通入压缩压缩 空气，压缩压缩 空气会从小孔中喷喷出，使滑块稳块稳 定地漂浮在导轨导轨 上(如图图2所示，图图中气垫层垫层 的厚度放大了很多倍)，这样这样 大大减小了由摩擦产产生的影响预习导预习导 学实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律预习导学课堂讲义图图1(1)质质量的测测量：用_测测量(2)速度的测测量：用_测测量图图2天平光电计时电计时 器课课堂讲义讲义预习导学课堂讲义实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律实验实验 步骤骤1如图图2所示调节调节 气垫导轨垫导轨 ，使其水平是否水平

4、可按如下方法检查检查 ：打开气泵泵后，导轨导轨 上的滑块应该块应该 能保持静止2按说说明书连书连 接好数字计时计时 器与光电门电门 3如图图3所示，把中间夹间夹 有弯形弹弹簧片的两滑块块置于光电电门门中间间保持静止，烧烧断拴弹弹簧片的细线细线 ，测测出两滑块块的质质量和速度，将实验结实验结 果记记入设计设计 好的表格中课课堂讲义讲义预习导学课堂讲义实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律图图3课课堂讲义讲义预习导学课堂讲义实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律4如图图4所示，在滑块块上安装好弹弹性碰撞架将两滑块块从左、右以适当的速度经过经过 光电门电门 后在两光电门电门 中间发间发 生碰

5、撞，碰撞后分别别沿各自碰撞前相反的方向运动动再次经过经过光电门电门 ，光电计时电计时 器分别测别测 出两滑块块碰撞前后的速度测测出它们们的质质量后，将实验结实验结 果记记入相应应表格中图图4课课堂讲义讲义预习导学课堂讲义实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律5. 如图图5所示，在滑块块上安装好撞针针及橡皮泥，将装有橡皮泥的滑块块停在两光电门电门 之间间，装有撞针针的滑块块从一侧经过侧经过 光电门电门后两滑块块碰撞，一起运动经过动经过另一光电门电门 ，测测出两滑块块的质质量和速度，将实验结实验结 果记记入相应应表格中图图5课课堂讲义讲义预习导学课堂讲义实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规

6、律6根据上述各次碰撞的实验实验 数据寻寻找物体碰撞中动动量变变化的规规律气垫导轨实验垫导轨实验 数据记录记录 表实验结论实验结论 ：碰撞前后两滑块块的动动量之和保持不变变碰撞(烧烧断)前碰撞(烧烧断)后质质量m(kg)m1m2m1m2速度v(ms 1)v1v2v1v2mv(kgms 1)m1v1m2v2m1v1m2v2结论结论课课堂讲义讲义预习导学课堂讲义实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律典例分析【例1】 (2014课标课标 )现现利用图图6(a)所示的装置验证动验证动 量守恒定律在图图(a)中，气垫导轨垫导轨 上有A、B两个滑块块，滑块块A右侧带侧带 有一弹弹簧片，左侧侧与打点计时计

7、时 器(图图中未画出)的纸带纸带 相连连；滑块块B左侧侧也带带有一弹弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时电计时 器(未完全画出)可以记录记录 遮光片通过过光电门电门 的时间时间 课课堂讲义讲义预习导学课堂讲义实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律图图6实验测实验测 得滑块块A的质质量m10.310 kg，滑块块B的质质量m20.108 kg，遮光片的宽宽度d1.00 cm；打点计时计时 器所用交流电电的频频率f50.0 Hz.将光电门电门 固定在滑块块B的右侧侧，启动动打点计时计时 器，给给滑块块A一向右的初速度，使它与B相碰碰后光电计时电计时 器显显示的时间为时间为 tB3.500 ms，

8、碰撞前后打出的纸带纸带 如图图(b)所示课课堂讲义讲义预习导学课堂讲义实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律课课堂讲义讲义预习导学课堂讲义实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律课课堂讲义讲义预习导学课堂讲义实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律课课堂讲义讲义预习导学课堂讲义实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律【例2】 某同学利用气垫导轨垫导轨 做“探究碰撞中的动动量变变化规规律”的实验实验 ，气垫导轨垫导轨 装置如图图7所示，所用的气垫导轨垫导轨装置由导轨导轨 、滑块块、弹弹射架、光电门电门 等组组成图图7(1)下面是实验实验 的主要步骤骤：安装好气垫导轨垫导轨 ，调节调节

9、气垫导轨垫导轨 的调节调节 旋钮钮，使导轨导轨水平；向气垫导轨垫导轨 通入压缩压缩 空气；课课堂讲义讲义预习导学课堂讲义实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律接通光电计时电计时 器；把滑块块2静止放在气垫导轨垫导轨 的中间间；滑块块1挤压导轨挤压导轨 左端弹弹射架上的橡皮绳绳；释释放滑块块1，滑块块1通过过光电门电门 1后与左侧侧固定弹弹簧的滑块块2碰撞，碰后滑块块1和滑块块2依次通过过光电门电门 2，两滑块块通过过光电电门门后依次被制动动；读读出滑块块通过过两个光电门电门 的挡挡光时间时间 分别为别为 滑块块1通过过光电电门门1的挡挡光时间时间 t110.01 ms，通过过光电门电门 2

10、的挡挡光时间时间t249.99 ms，滑块块2通过过光电门电门 2的挡挡光时间时间 t38.35 ms；课课堂讲义讲义预习导学课堂讲义实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律 测测出挡挡光片的宽宽度d5 mm，测测得滑块块1(包括撞针针)的质质量为为m1300 g，滑块块2(包括弹弹簧)质质量为为m2200 g；(2)数据处处理与实验结论实验结论 ：实验实验 中气垫导轨垫导轨 的作用是：A._，B_碰撞前滑块块1的速度v1为为_m/s；碰撞后滑块块1的速度v2为为_m/s；滑块块2的速度v3为为_m/s；(结结果保留两位有效数字)在误误差允许许的范围围内，通过过本实验实验 ，同学们们可以探究

11、出碰撞前后系统统的总动总动 量和总动总动 能如何变变化？通过对实验过对实验 数据的分析说说明理由课课堂讲义讲义预习导学课堂讲义实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律a_；b._答案 A.大大减小了因滑块块和导轨导轨 之间间的摩擦而引起的误误差 B保证证两个滑块块的碰撞是一维维的0.50 0.10 0.60a.系统统碰撞前、后质质量与速度的乘积积之和不变变b碰撞前后总动总动 能不变变课课堂讲义讲义预习导学课堂讲义实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律课课堂讲义讲义预习导学课堂讲义实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律课课堂讲义讲义预习导学课堂讲义实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规

12、 律 【例3】 (2014松原高二检测检测 )某同学设计设计 了一个用打点计计时时器做“探究碰撞中动动量变变化规规律”的实验实验 ：在小车车A的前端粘有橡皮泥，推动动小车车A使之做匀速运动动，然后与原来静止在前方的小车车B相碰并粘合成一体，继续继续 做匀速运动动他设计设计 的实验实验 具体装置如图图8所示，在小车车A后连连着纸带纸带 ，电电磁打点计时计时 器使用的电电源频频率为为50 Hz，长长木板下垫垫着小木片用以平衡摩擦力图图8课课堂讲义讲义预习导学课堂讲义实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律(1)若实验实验 已得到的打点纸带纸带 如图图9所示，并测测得各计计数点间间距(标标在图图上

13、)，则应该选则应该选 _段来计计算A的碰撞前速度；应选应选 _段来计计算A和B碰后的共同速度(选选填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”)图图9课课堂讲义讲义预习导学课堂讲义实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律 (2)已测测得小车车A的质质量mA0.40 kg，小车车B的质质量mB0.20 kg.由以上测测量结结果可得：碰前mAvA_kgm/s；碰后：(mAmB)v共_kgm/s.由此得出结论结论 是_(本题计题计 算结结果均保留三位有效数字)答案 (1)BC DE (2)0.420 0.417 结论见结论见 解析解析 (1)小车车碰前做匀速直线线运动动，打出纸带纸带 上的点应该应该是间间距均匀的，故计计算小车车碰前的速度应选应选 BC段CD段上所打的点由稀变变密，可见见在CD段A、B两小车车相互碰撞A、B碰撞后一起做匀速直线线运动动，所以打出的点又是间间距均匀的，故应选应选 DE段计计算碰后的速度课课堂讲义讲义预习导学课堂讲义实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律预习导预习导 学实验实验 探究碰撞中动动量的变变化规规 律预习导学课堂讲义再见见