1、预习导学预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律高中物理选修3-5人教版第十六章 动量守恒定律1 实验：探究碰撞中的不变量预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律目标定位1.明确探究物体碰撞中的不变量的基本思路.2.探究一维碰撞中的不变量.3.掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后速度的测量方法预习导学预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律一、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一直线运动预习导学预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律二、基本思路：追寻不变量在一维碰撞的情况下，设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前的速度分别为v1、v2，碰撞后的速度分别为v1
2、、v2，如果速度与我们规定的正方向一致，取正值，相反取负值，依次研究以下关系是否成立：m1v1m2v2；m1vm2v；m1v1m2v2m1v12m2v22预习导学预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律预习导学预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律三、需要考虑的主要问题：测量质量和速度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天平预习导学预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律实验装置如图1611所示：图1611预习导学预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律(2)碰撞情景的实现图1612预习导学预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律用细线将弹簧片压缩，放置于两个
3、滑块之间，并使它们静止，然后烧断细线，弹簧片弹开，两个滑块随即向相反方向运动(图1612甲)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，把两个滑块连成一体运动(图丙)，这样可以得到能量损失很大的碰撞预习导学预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律(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1613所示：图1613预习导学预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律(1)速度的测量及计算：可以测量小球被拉
4、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角度角度贴胶布预习导学预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律(3)器材：带细线的小球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等方案3：纸带结合打点计时器实验装置如图1614所示(在光滑长木板上)图1614预习导学预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律刻度尺课堂讲义预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律一、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用天平测量相关碰撞物体的质量m1
5、、m2.2安装实验装置3使物体发生一维碰撞课堂讲义预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律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，结束实验课堂讲义预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律二、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的方向相反的情况。碰撞前碰撞后质量m/kgm1m2m1m2速度v/(ms1)v1v2v1v2课堂讲义预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律课堂讲义预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律三、误差分析1系统误差：主要来源于装置本身是否符
6、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掉摩擦力2偶然误差：主要来源于对质量m和速度v的测量课堂讲义预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律四、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课堂讲义预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定
7、律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课堂讲义预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律典例分析【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1615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1615课堂讲义预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律(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；课堂讲义预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律释放滑块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
8、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；读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为：滑块1通过光电门1的挡光时间t110.01 ms，通过光电门2的挡光时间t249.99 ms，滑块2通过光电门2的挡光时间t38.35 ms；测出挡光片的宽度d5 mm，测得滑块1(包括撞针)的质量为m1300 g，滑块2(包括弹簧)质量为m2200 g；课堂讲义预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律(2)数据处理与实验结论：实验中气垫导轨的作用是：A._，B_.碰撞前滑块1的速度v1为_m/s；碰撞后滑块1的速度v2为_m/s；滑块2的速度v3为_m/s；(结果保留两位有效数字)课堂讲义预
9、习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律在误差允许的范围内，通过本实验，同学们可以探究出哪些物理量是不变的？通过对实验数据的分析说明理由(至少回答2个不变量)a_；b_.课堂讲义预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律答案A.大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差B保证两个滑块的碰撞是一维的0.500.100.60a.系统碰撞前、后质量与速度的乘积之和不变b碰撞前后总动能不变c碰撞前后质量不变课堂讲义预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律课堂讲义预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律课堂讲义预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律【例2】(2014西宁高二检测)如图所示的装置中，质量为mA的钢球
10、A用细线悬挂于O点，质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上O点到A球球心的距离为L.使悬线在A球释放前伸直，且线与竖直线的夹角为，A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针图1616课堂讲义预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律OC推移到与竖直线夹角为处，B球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸D.保持角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点(1)图中x应是B球初始位置到_的水平距离(2)为了探究碰撞中的守恒量，应测得_等物理量(3)用测得的物理量表示：mAvA_；mAvA_；mBvB_.课堂讲义预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律课堂讲义预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律课堂讲义预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律预习导学预习导学课堂讲义第十六章 动量守恒定律再见
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