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1、预习导学预习导学实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律高中物理高中物理选修选修3-5粤教版粤教版预习导学预习导学实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义目标定位目标定位1.明确探究物体碰撞中明确探究物体碰撞中动量量变化化规律的基本思律的基本思路路.2.掌握直掌握直线运运动物体速度的物体速度的测量方法量方法预习导学预习导学实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义猜想与假设猜想与假设为了使了使问题简
2、化，化，这里研究两个物体的碰撞，且碰撞前两里研究两个物体的碰撞，且碰撞前两物体沿同一直物体沿同一直线运运动，碰撞后仍沿，碰撞后仍沿这一直一直线运运动设两个物体的两个物体的质量分量分别为m1、m2，碰撞前的速度分，碰撞前的速度分别为v1、v2，碰撞后的速度分，碰撞后的速度分别为v1、v2，如果速度与我，如果速度与我们规定定的正方向相同取正的正方向相同取正值，相反取，相反取负值根据根据实验求出两物体碰前求出两物体碰前动量量pm1v1m2v2，碰后，碰后动量量pm1v1m2v2，看，看p与与p是否相等，从而是否相等，从而验证动量守恒定量守恒定律律预习导学预习导学实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰
3、撞中动量的变化规律预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义实验设计实验设计实验设计需要考需要考虑的的问题：(1)如何保如何保证碰撞前后两物体速度在一条直碰撞前后两物体速度在一条直线上上(2)如何如何测定碰撞前、后两物体的速度定碰撞前、后两物体的速度实验案例气案例气垫导轨上的上的实验气气垫导轨、气、气泵、光、光电计时器、天平等器、天平等气气垫导轨装置如装置如图1所示，由所示，由导轨、滑、滑块、挡光片、光光片、光电门等等组成，在空腔成，在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向的小孔，向导轨空腔内不断通入空腔内不断通入压缩空气，空气，压缩空气会从空气会从小孔中小孔
4、中喷出，使滑出，使滑块稳定地漂浮在定地漂浮在导轨上上(如如图2所示，所示，图中中气气垫层的厚度放大了很多倍的厚度放大了很多倍)，这样大大减小了由大大减小了由摩擦摩擦产生的影响生的影响预习导学预习导学实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义图图1(1)质量的量的测量：用量：用_测量量(2)速度的速度的测量：用量：用_测量量图图2天平天平光光电计时器器课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律实验步骤实验步骤1如如图2所示所示调节气气垫导轨，使其水平是否水平可按如下，使其水平是否水平可按如
5、下方法方法检查：打开气：打开气泵后，后，导轨上的滑上的滑块应该能保持静止能保持静止2按按说明明书连接好数字接好数字计时器与光器与光电门3如如图3所示，把中所示，把中间夹有弯形有弯形弹簧片的两滑簧片的两滑块置于光置于光电门中中间保持静止，保持静止，烧断拴断拴弹簧片的簧片的细线，测出两滑出两滑块的的质量量和速度，将和速度，将实验结果果记入入设计好的表格中好的表格中课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律图图3课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律4如如图4所示，在滑所示
6、，在滑块上安装好上安装好弹性碰撞架将两滑性碰撞架将两滑块从左、从左、右以适当的速度右以适当的速度经过光光电门后在两光后在两光电门中中间发生碰撞，生碰撞，碰撞后分碰撞后分别沿各自碰撞前相反的方向运沿各自碰撞前相反的方向运动再次再次经过光光电门，光光电计时器分器分别测出两滑出两滑块碰撞前后的速度碰撞前后的速度测出它出它们的的质量后，将量后，将实验结果果记入相入相应表格中表格中图图4课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律5.如如图5所示，在滑所示，在滑块上安装好撞上安装好撞针及橡皮泥，将装有橡皮泥的滑及橡皮泥，将装有橡皮泥的滑块停在两
7、光停在两光电门之之间，装有撞，装有撞针的滑的滑块从一从一侧经过光光电门后两滑后两滑块碰撞，一起运碰撞，一起运动经过另一光另一光电门，测出两滑出两滑块的的质量和速度，量和速度，将将实验结果果记入相入相应表格中表格中图图5课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律6根据上述各次碰撞的根据上述各次碰撞的实验数据数据寻找物体碰撞中找物体碰撞中动量量变化的化的规律律气气垫导轨实验数据数据记录表表实验结论：碰撞前后两滑：碰撞前后两滑块的的动量之和保持不量之和保持不变碰撞碰撞(烧断断)前前碰撞碰撞(烧断断)后后质量量m(kg)m1m2m1m2速度
8、速度v(ms1)v1v2v1v2mv(kgms1)m1v1m2v2m1v1m2v2结论课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律典例分析典例分析【例例1】(2014课标课标)现利用利用图6(a)所示的装置所示的装置验证动量守量守恒定律在恒定律在图(a)中，气中，气垫导轨上有上有A、B两个滑两个滑块，滑，滑块A右右侧带有一有一弹簧片，左簧片，左侧与打点与打点计时器器(图中未画出中未画出)的的纸带相相连；滑；滑块B左左侧也也带有一有一弹簧片，上面固定一遮光片，簧片，上面固定一遮光片，光光电计时器器(未完全画出未完全画出)可以可以记录遮光
9、片通遮光片通过光光电门的的时间课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律图图6实验测得滑得滑块A的的质量量m10.310kg，滑，滑块B的的质量量m20.108kg，遮光片的，遮光片的宽度度d1.00cm；打点；打点计时器所用交器所用交流流电的的频率率f50.0Hz.将光将光电门固定在滑固定在滑块B的右的右侧，启，启动打点打点计时器，器，给滑滑块A一向右的初速度，使它与一向右的初速度，使它与B相碰碰后光相碰碰后光电计时器器显示示的的时间为tB3.500ms，碰撞前后打出的，碰撞前后打出的纸带如如图(b)所示所示课堂讲义课堂讲义预习导
10、学预习导学课堂讲义课堂讲义实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律【例例2】某同学利用气某同学利用气垫导轨做做“探究碰撞中的探究碰撞中的动量量变化化规律律”的的实验，气，气垫导轨装置如装置如图7所示，所用的气所示，所用的气垫导轨装装置由置由导轨、滑、滑块、弹射架、光射架、
11、光电门等等组成成图图7(1)下面是下面是实验的主要步的主要步骤：安装好气安装好气垫导轨，调节气气垫导轨的的调节旋旋钮，使，使导轨水水平；平；向气向气垫导轨通入通入压缩空气；空气；课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律接通光接通光电计时器；器；把滑把滑块2静止放在气静止放在气垫导轨的中的中间；滑滑块1挤压导轨左端左端弹射架上的橡皮射架上的橡皮绳；释放滑放滑块1，滑，滑块1通通过光光电门1后与左后与左侧固定固定弹簧的滑簧的滑块2碰撞，碰后滑碰撞，碰后滑块1和滑和滑块2依次通依次通过光光电门2，两滑，两滑块通通过光光电门后依次被制后依
12、次被制动；读出滑出滑块通通过两个光两个光电门的的挡光光时间分分别为滑滑块1通通过光光电门1的的挡光光时间t110.01ms，通，通过光光电门2的的挡光光时间t249.99ms，滑，滑块2通通过光光电门2的的挡光光时间t38.35ms；课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律测出出挡光片的光片的宽度度d5mm，测得滑得滑块1(包括撞包括撞针)的的质量量为m1300g，滑，滑块2(包括包括弹簧簧)质量量为m2200g；(2)数据数据处理与理与实验结论：实验中气中气垫导轨的作用是：的作用是：A._，B_碰撞前滑碰撞前滑块1的速度的速度v
13、1为_m/s；碰撞后滑；碰撞后滑块1的速度的速度v2为_m/s；滑；滑块2的速度的速度v3为_m/s；(结果保留果保留两位有效数字两位有效数字)在在误差允差允许的范的范围内，通内，通过本本实验，同学，同学们可以探究出碰可以探究出碰撞前后系撞前后系统的的总动量和量和总动能如何能如何变化？通化？通过对实验数据的数据的分析分析说明理由明理由课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律a_；b._答案答案A.大大减小了因滑大大减小了因滑块和和导轨之之间的摩擦而引起的的摩擦而引起的误差差B保保证两个滑两个滑块的碰撞是一的碰撞是一维的的0.500
14、.100.60a.系系统碰撞前、后碰撞前、后质量与速度的乘量与速度的乘积之和不之和不变b碰撞前后碰撞前后总动能不能不变课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律【例例3】(2014松原高二检测松原高二检测)某同学某同学设计了一个用打点了一个用打点计时器做器做“探究碰撞中探究碰撞中动量量变化化规律律”的的实验：在小：在小车A的前端
15、的前端粘有橡皮泥，推粘有橡皮泥，推动小小车A使之做匀速运使之做匀速运动，然后与原来静，然后与原来静止在前方的小止在前方的小车B相碰并粘合成一体，相碰并粘合成一体，继续做匀速运做匀速运动他他设计的的实验具体装置如具体装置如图8所示，在小所示，在小车A后后连着着纸带，电磁打点磁打点计时器使用的器使用的电源源频率率为50Hz，长木板下木板下垫着着小木片用以平衡摩擦力小木片用以平衡摩擦力图图8课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律(1)若若实验已得到的打点已得到的打点纸带如如图9所示，并所示，并测得各得各计数点数点间距距(标在在图上上)
16、，则应该选_段来段来计算算A的碰撞前速的碰撞前速度；度；应选_段来段来计算算A和和B碰后的共同速度碰后的共同速度(选填填“AB”、“BC”、“CD”或或“DE”)图图9课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律(2)已已测得小得小车A的的质量量mA0.40kg，小，小车B的的质量量mB0.20kg.由以上由以上测量量结果可得：碰前果可得：碰前mAvA_kgm/s；碰后：；碰后：(mAmB)v共共_kgm/s.由此得出由此得出结论是是_(本本题计算算结果均保留三位有效数字果均保留三位有效数字)答案答案(1)BCDE(2)0.4200.
17、417结论见解析解析解析解析(1)小车碰前做匀速直线运动，打出纸带上的点应该是小车碰前做匀速直线运动，打出纸带上的点应该是间距均匀的，故计算小车碰前的速度应选间距均匀的，故计算小车碰前的速度应选BC段段CD段上所段上所打的点由稀变密，可见在打的点由稀变密，可见在CD段段A、B两小车相互碰撞两小车相互碰撞A、B碰撞后一起做匀速直线运动，所以打出的点又是间距均匀的，碰撞后一起做匀速直线运动，所以打出的点又是间距均匀的，故应选故应选DE段计算碰后的速度段计算碰后的速度课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律预习导学预习导学实验探究碰撞中动量的变化规律实验探究碰撞中动量的变化规律预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义再见再见
