16.1 实验：探究碰撞中的守恒量 17张PPT

实验：探究碰撞中的不变量
生活中的各种碰撞现象
一、观察实验、提出问题
思考：碰撞前后会不会有什么物理量保持不变？
从最简单的开始研究
两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动--------- 一维对心碰撞
在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量有哪些？

设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前它们速度分别为v1、v2，碰撞后的速度分别为v1’、v2’．

规定碰撞前的速度方向为正方向


质量和速度
二、我们的猜想
…………………………
保证一维碰撞
即保证两物体在碰撞前后在同一直线上运动；

如何测量物体的质量

怎样测量物体的速度?
三、设计方案
设计实验需要考虑的问题
天平
探究方案一:气垫导轨、光电门
挡光板的宽度设为L．穿过后所用时间为t，则滑块相当于在L的位移上运动了时间t，所以滑块匀速运动的速度v=L/t．
气垫
摆球
小车
平抛
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探究方案二：摆球、量角器(或传感器)
由于角度的测量有困难，适于定性研究
气垫
摆球
小车
平抛
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探究方案三：打点计时器、小车
由于只有一个打点计时器，适于研究完全非弹性碰撞
气垫
摆球
小车
平抛
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探究方案四：斜槽 小球 平抛装置
复写纸
本实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量
测出小球落点的水平距离可根据平抛运动的规律计算出小球的水平初速度.
气垫
摆球
小车
平抛
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注意事项：
5、用正确的方法从落点的痕迹找出落点的位置；
3、实验中不需要测量时间，也不需要
测量桌面的高度；
4、能正确判断小球碰撞前后的落点(m1>m2);
1、斜槽末端的切线要水平；
2、从同一高度释放小球 ；
气垫
摆球
小车
平抛
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四、数据分析、解决问题
碰撞前 碰撞后
质量 m1= m2= m1= m2=
速度 V1= V2= V1= V2=
mv m1v1+m2v2= m1v1+m2v2=
mv2 m1v12+m2v22= m1v12+m2v22=
v/m
五.实验结论
在误差允许的范围内，物体的质量与速度的乘积的矢量和为不变量
六.误差分析
实验时应保证一维碰撞
要尽量避免碰撞时相互作用力之外的其他力影响物体的速度