高中物理 1.3 動量守恒定律在碰撞中的應用 第3課時課件 粵教版選修3-5.ppt

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,動量守恒定律的應用第3課時,高中物理選修3-5粵教版,目標定位1.明確探究物體碰撞中動量變化規(guī)律的基本思路.2.掌握直線運動物體速度的測量方法,猜想與假設為了使問題簡化，這里研究兩個物體的碰撞，且碰撞前兩物體沿同一直線運動，碰撞后仍沿這一直線運動設兩個物體的質量分別為m1、m2，碰撞前的速度分別為v1、v2，碰撞后的速度分別為v1、v2，如果速度與我們規(guī)定的正方向相同取正值，相反取負值根據(jù)實驗求出兩物體碰前動量pm1v1m2v2，碰后動量pm1v1m2v2，看p與p是否相等，從而驗證動量守恒定律,實驗設計實驗設計需要考慮的問題：(1)如何保證碰撞前后兩物體速度在一條直線上(2)如何測定碰撞前、后兩物體的速度實驗案例氣墊導軌上的實驗氣墊導軌、氣泵、光電計時器、天平等氣墊導軌裝置如圖1所示，由導軌、滑塊、擋光片、光電門等組成，在空腔導軌的兩個工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向導軌空腔內不斷通入壓縮空氣，壓縮空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導軌上(如圖2所示，圖中氣墊層的厚度放大了很多倍)，這樣大大減小了由摩擦產生的影響,圖1(1)質量的測量：用_測量(2)速度的測量：用_測量圖2,天平,光電計時器,實驗步驟1如圖2所示調節(jié)氣墊導軌，使其水平是否水平可按如下方法檢查：打開氣泵后，導軌上的滑塊應該能保持靜止2按說明書連接好數(shù)字計時器與光電門3如圖3所示，把中間夾有彎形彈簧片的兩滑塊置于光電門中間保持靜止，燒斷拴彈簧片的細線，測出兩滑塊的質量和速度，將實驗結果記入設計好的表格中,圖3,4如圖4所示，在滑塊上安裝好彈性碰撞架將兩滑塊從左、右以適當?shù)乃俣冉涍^光電門后在兩光電門中間發(fā)生碰撞，碰撞后分別沿各自碰撞前相反的方向運動再次經過光電門，光電計時器分別測出兩滑塊碰撞前后的速度測出它們的質量后，將實驗結果記入相應表格中,圖4,5.如圖5所示，在滑塊上安裝好撞針及橡皮泥，將裝有橡皮泥的滑塊停在兩光電門之間，裝有撞針的滑塊從一側經過光電門后兩滑塊碰撞，一起運動經過另一光電門，測出兩滑塊的質量和速度，將實驗結果記入相應表格中,圖5,6根據(jù)上述各次碰撞的實驗數(shù)據(jù)尋找物體碰撞中動量變化的規(guī)律氣墊導軌實驗數(shù)據(jù)記錄表實驗結論：碰撞前后兩滑塊的動量之和保持不變,典例分析【例1】(2014課標)現(xiàn)利用圖6(a)所示的裝置驗證動量守恒定律在圖(a)中，氣墊導軌上有A、B兩個滑塊，滑塊A右側帶有一彈簧片，左側與打點計時器(圖中未畫出)的紙帶相連；滑塊B左側也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計時器(未完全畫出)可以記錄遮光片通過光電門的時間,圖6實驗測得滑塊A的質量m10.310kg，滑塊B的質量m20.108kg，遮光片的寬度d1.00cm；打點計時器所用交流電的頻率f50.0Hz.將光電門固定在滑塊B的右側，啟動打點計時器，給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰碰后光電計時器顯示的時間為tB3.500ms，碰撞前后打出的紙帶如圖(b)所示,【例2】某同學利用氣墊導軌做“探究碰撞中的動量變化規(guī)律”的實驗，氣墊導軌裝置如圖7所示，所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架、光電門等組成圖7(1)下面是實驗的主要步驟：安裝好氣墊導軌，調節(jié)氣墊導軌的調節(jié)旋鈕，使導軌水平；向氣墊導軌通入壓縮空氣；,接通光電計時器；把滑塊2靜止放在氣墊導軌的中間；滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩；釋放滑塊1，滑塊1通過光電門1后與左側固定彈簧的滑塊2碰撞，碰后滑塊1和滑塊2依次通過光電門2，兩滑塊通過光電門后依次被制動；讀出滑塊通過兩個光電門的擋光時間分別為滑塊1通過光電門1的擋光時間t110.01ms，通過光電門2的擋光時間t249.99ms，滑塊2通過光電門2的擋光時間t38.35ms；,測出擋光片的寬度d5mm，測得滑塊1(包括撞針)的質量為m1300g，滑塊2(包括彈簧)質量為m2200g；(2)數(shù)據(jù)處理與實驗結論：實驗中氣墊導軌的作用是：A._，B_碰撞前滑塊1的速度v1為_m/s；碰撞后滑塊1的速度v2為_m/s；滑塊2的速度v3為_m/s；(結果保留兩位有效數(shù)字)在誤差允許的范圍內，通過本實驗，同學們可以探究出碰撞前后系統(tǒng)的總動量和總動能如何變化？通過對實驗數(shù)據(jù)的分析說明理由,a_；b._答案A.大大減小了因滑塊和導軌之間的摩擦而引起的誤差B保證兩個滑塊的碰撞是一維的0.500.100.60a.系統(tǒng)碰撞前、后質量與速度的乘積之和不變b碰撞前后總動能不變,【例3】(2014松原高二檢測)某同學設計了一個用打點計時器做“探究碰撞中動量變化規(guī)律”的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速運動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運動他設計的實驗具體裝置如圖8所示，在小車A后連著紙帶，電磁打點計時器使用的電源頻率為50Hz，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力圖8,(1)若實驗已得到的打點紙帶如圖9所示，并測得各計數(shù)點間距(標在圖上)，則應該選_段來計算A的碰撞前速度；應選_段來計算A和B碰后的共同速度(選填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”)圖9,(2)已測得小車A的質量mA0.40kg，小車B的質量mB0.20kg.由以上測量結果可得：碰前mAvA_kgm/s；碰后：(mAmB)v共_kgm/s.由此得出結論是_(本題計算結果均保留三位有效數(shù)字)答案(1)BCDE(2)0.4200.417結論見解析解析(1)小車碰前做勻速直線運動，打出紙帶上的點應該是間距均勻的，故計算小車碰前的速度應選BC段CD段上所打的點由稀變密，可見在CD段A、B兩小車相互碰撞A、B碰撞后一起做勻速直線運動，所以打出的點又是間距均勻的，故應選DE段計算碰后的速度,