《高中物理 第1節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量課件 新人教版選修35》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第1節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量課件 新人教版選修35（29頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第十六章動(dòng)量守恒定律第十六章動(dòng)量守恒定律第第1 1節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量 欄目鏈接欄目鏈接笛卡兒對(duì)物理運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究笛卡兒對(duì)物理運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究1596年年3月月13日，在法國西部的希列塔尼半島上的圖日，在法國西部的希列塔尼半島上的圖朗城，勒內(nèi)朗城，勒內(nèi)笛卡兒來到了人間笛卡兒來到了人間.1616年，勒內(nèi)年，勒內(nèi)笛卡兒在波笛卡兒在波埃頓大學(xué)獲法律博士學(xué)位埃頓大學(xué)獲法律博士學(xué)位.17世紀(jì)以后，數(shù)學(xué)之所以能有突世紀(jì)以后，數(shù)學(xué)之所以能有突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在很大程度上要?dú)w功于笛卡兒創(chuàng)立的坐標(biāo)飛猛進(jìn)的發(fā)展，在很大程度上要?dú)w功于笛卡兒創(chuàng)立的坐標(biāo)幾何學(xué)幾何學(xué)在貝克曼提出在貝克曼提出“
2、運(yùn)動(dòng)守恒原理運(yùn)動(dòng)守恒原理”的影響下，笛卡兒開的影響下，笛卡兒開展了對(duì)物理學(xué)的研究在展了對(duì)物理學(xué)的研究在1644年出版的年出版的哲學(xué)原理哲學(xué)原理一書一書中，他彌補(bǔ)了伽利略的不足，認(rèn)為在運(yùn)動(dòng)量守恒這條規(guī)律中，他彌補(bǔ)了伽利略的不足，認(rèn)為在運(yùn)動(dòng)量守恒這條規(guī)律 欄目鏈接欄目鏈接之外，要有其第二級(jí)定律三條第一條定律是如果之外，要有其第二級(jí)定律三條第一條定律是如果沒有外界的作用，任何物質(zhì)粒子的狀態(tài)包括它的大小、沒有外界的作用，任何物質(zhì)粒子的狀態(tài)包括它的大小、形狀、位置和運(yùn)動(dòng)不會(huì)有任何變化第二條定律是如果形狀、位置和運(yùn)動(dòng)不會(huì)有任何變化第二條定律是如果物體處在運(yùn)動(dòng)之中，那么如無其他原因作用的話，它將物體處在運(yùn)動(dòng)
3、之中，那么如無其他原因作用的話，它將繼續(xù)以同一速度在同一直線方向上運(yùn)動(dòng)，既不停下也不繼續(xù)以同一速度在同一直線方向上運(yùn)動(dòng)，既不停下也不偏離原來的方向笛卡兒最早認(rèn)識(shí)到慣性定律是解決力偏離原來的方向笛卡兒最早認(rèn)識(shí)到慣性定律是解決力學(xué)問題的關(guān)鍵所在，最早把慣性定律作為原理加以確學(xué)問題的關(guān)鍵所在，最早把慣性定律作為原理加以確立這對(duì)后來牛頓的綜合工作有著極深遠(yuǎn)的影響立這對(duì)后來牛頓的綜合工作有著極深遠(yuǎn)的影響 欄目鏈接欄目鏈接第三條是關(guān)于碰撞的，這個(gè)定律指出，一個(gè)運(yùn)動(dòng)的第三條是關(guān)于碰撞的，這個(gè)定律指出，一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體不可能使一個(gè)處于靜止的且質(zhì)量更大的物體運(yùn)動(dòng)起物體不可能使一個(gè)處于靜止的且質(zhì)量更大的物體運(yùn)動(dòng)起來
4、，然而由于動(dòng)量守恒，遇到重的物體在碰撞后將保持來，然而由于動(dòng)量守恒，遇到重的物體在碰撞后將保持它原來的速度而沿其他方向繼續(xù)運(yùn)動(dòng)笛卡兒總結(jié)了碰它原來的速度而沿其他方向繼續(xù)運(yùn)動(dòng)笛卡兒總結(jié)了碰撞規(guī)律，為動(dòng)量守恒定律的提出做出重要準(zhǔn)備工作撞規(guī)律，為動(dòng)量守恒定律的提出做出重要準(zhǔn)備工作 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接1一維碰撞一維碰撞(1)一維碰撞：兩個(gè)物體碰撞前沿同一直線運(yùn)動(dòng)，碰一維碰撞：兩個(gè)物體碰撞前沿同一直線運(yùn)動(dòng)，碰撞后撞后_運(yùn)動(dòng)，這樣的碰撞叫作一運(yùn)動(dòng)，這樣的碰撞叫作一維碰撞維碰撞(2)一維碰撞中速度一維碰撞中速度(矢量矢量)方向的表示方法方向的表示方法在一維碰撞問題中，先規(guī)定物體運(yùn)動(dòng)速度的某一
5、方在一維碰撞問題中，先規(guī)定物體運(yùn)動(dòng)速度的某一方向?yàn)檎较?，如果某物體速度方向與規(guī)定的正方向一致，向?yàn)檎较?，如果某物體速度方向與規(guī)定的正方向一致，則該物體速度取則該物體速度取_值，如果某物體速度方向與規(guī)定值，如果某物體速度方向與規(guī)定的方向相反，則該物體速度取的方向相反，則該物體速度取_值值 欄目鏈接欄目鏈接仍沿同一條直線仍沿同一條直線正正負(fù)負(fù)2實(shí)驗(yàn)案例相關(guān)知識(shí)實(shí)驗(yàn)案例相關(guān)知識(shí)(1)氣墊導(dǎo)軌上兩滑塊的碰撞是一維碰撞，它與光電氣墊導(dǎo)軌上兩滑塊的碰撞是一維碰撞，它與光電計(jì)時(shí)器的配合使用可以迅速測(cè)量出兩個(gè)滑塊碰前、碰后的計(jì)時(shí)器的配合使用可以迅速測(cè)量出兩個(gè)滑塊碰前、碰后的速度：若滑塊上擋光條的寬度為速度
6、：若滑塊上擋光條的寬度為d，滑塊通過某處光電計(jì)，滑塊通過某處光電計(jì)時(shí)器的擋光時(shí)間為時(shí)器的擋光時(shí)間為t，則滑塊通過該處的速度，則滑塊通過該處的速度v_.(2)若將一小球用長若將一小球用長l的細(xì)線懸掛起來，并拉起一個(gè)與的細(xì)線懸掛起來，并拉起一個(gè)與豎直方向成豎直方向成的夾角，無初速釋放后，小球到達(dá)最低處的的夾角，無初速釋放后，小球到達(dá)最低處的速度速度v_. 欄目鏈接欄目鏈接(3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶能記錄運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶能記錄運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位移，通過分析紙帶上所打點(diǎn)的變化特征可確定物體刻的位移，通過分析紙帶上所打點(diǎn)的變化特征可確定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)若所打各點(diǎn)均勻分布，可以判斷物
7、體做的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)若所打各點(diǎn)均勻分布，可以判斷物體做_運(yùn)動(dòng)，若知道打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率和紙帶上各相鄰運(yùn)動(dòng)，若知道打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率和紙帶上各相鄰點(diǎn)間的距離，便可求出物體運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)間的距離，便可求出物體運(yùn)動(dòng)的_ 欄目鏈接欄目鏈接勻速直線勻速直線速度速度 欄目鏈接欄目鏈接1 實(shí)驗(yàn)的基本思路實(shí)驗(yàn)的基本思路 欄目鏈接欄目鏈接 1設(shè)置兩個(gè)物體碰撞前沿同一直線運(yùn)動(dòng)，碰撞后仍設(shè)置兩個(gè)物體碰撞前沿同一直線運(yùn)動(dòng)，碰撞后仍沿同一直線運(yùn)動(dòng)，也就是做一維碰撞沿同一直線運(yùn)動(dòng)，也就是做一維碰撞 與物體運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物理量可能有哪些呢？在一維碰與物體運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物理量可能有哪些呢？在一維碰撞的情況下只有物體的質(zhì)量和物體的速度設(shè)兩個(gè)物體撞的情
8、況下只有物體的質(zhì)量和物體的速度設(shè)兩個(gè)物體的質(zhì)量分別為的質(zhì)量分別為m1、m2，碰撞前的速度分別為，碰撞前的速度分別為v1、v2，碰，碰撞后的速度分別為撞后的速度分別為v1、v2.如果速度與我們?cè)O(shè)定的方向如果速度與我們?cè)O(shè)定的方向一致，取正值，否則取負(fù)值一致，取正值，否則取負(fù)值 碰撞前后哪個(gè)物理量可能是不變的？大致有以下幾碰撞前后哪個(gè)物理量可能是不變的？大致有以下幾種可能供同學(xué)們?nèi)パ芯糠N可能供同學(xué)們?nèi)パ芯?欄目鏈接欄目鏈接1保證發(fā)生一維碰撞保證發(fā)生一維碰撞可以利用凹槽或氣墊導(dǎo)軌限定運(yùn)動(dòng)在同一直線上可以利用凹槽或氣墊導(dǎo)軌限定運(yùn)動(dòng)在同一直線上進(jìn)行，如課本進(jìn)行，如課本“參考案例一參考案例一”2質(zhì)量的測(cè)量質(zhì)
9、量的測(cè)量可以利用天平測(cè)量物體的質(zhì)量可以利用天平測(cè)量物體的質(zhì)量3速度的測(cè)量速度的測(cè)量 欄目鏈接欄目鏈接2 需要考慮的問題需要考慮的問題 欄目鏈接欄目鏈接 可以利用運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如利用勻速直線運(yùn)動(dòng)中位移、可以利用運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如利用勻速直線運(yùn)動(dòng)中位移、速度、時(shí)間關(guān)系速度、時(shí)間關(guān)系xvt求速度，也可以利用物體帶動(dòng)紙求速度，也可以利用物體帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)，通過紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的點(diǎn)跡來分析、帶運(yùn)動(dòng)，通過紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的點(diǎn)跡來分析、計(jì)算速度計(jì)算速度 4得出結(jié)論得出結(jié)論 欄目鏈接欄目鏈接3 參考案例參考案例 欄目鏈接欄目鏈接 (1)原來連在一起的兩個(gè)物體，由于它們之間具有相互原來連在一起的兩個(gè)物體，由于它們之
10、間具有相互排斥的力而分開，這實(shí)際上也是一種碰撞這種情況可以排斥的力而分開，這實(shí)際上也是一種碰撞這種情況可以通過下面的方法實(shí)現(xiàn)通過下面的方法實(shí)現(xiàn) 用細(xì)線將彈簧片拉成弓形，放置于質(zhì)量不等的兩個(gè)滑用細(xì)線將彈簧片拉成弓形，放置于質(zhì)量不等的兩個(gè)滑塊之間，并使它們靜止，然后燒斷細(xì)線，彈簧片彈開后落塊之間，并使它們靜止，然后燒斷細(xì)線，彈簧片彈開后落下，兩個(gè)滑塊隨即向相反方向運(yùn)動(dòng)下，兩個(gè)滑塊隨即向相反方向運(yùn)動(dòng)(如下圖甲如下圖甲) (2)碰撞時(shí)難免有能量損失只有當(dāng)某個(gè)物理量在能量碰撞時(shí)難免有能量損失只有當(dāng)某個(gè)物理量在能量損失較大和損失較小的碰撞中都不變，它才是我們尋找的損失較大和損失較小的碰撞中都不變，它才是我
11、們尋找的不變量在兩滑塊相碰的端面裝上彈性碰撞架不變量在兩滑塊相碰的端面裝上彈性碰撞架(如下圖乙如下圖乙)，可可 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 (2)按下電鈕使電動(dòng)卡銷放開，同時(shí)啟動(dòng)兩個(gè)記錄按下電鈕使電動(dòng)卡銷放開，同時(shí)啟動(dòng)兩個(gè)記錄兩滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間的電子計(jì)時(shí)器，當(dāng)兩滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間的電子計(jì)時(shí)器，當(dāng)A和和B與擋板與擋板C和和D碰撞時(shí)，電子計(jì)時(shí)器自動(dòng)停表，記下碰撞時(shí)，電子計(jì)時(shí)器自動(dòng)停表，記下A至至C的運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間間t1，B至至D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2. (3)重復(fù)幾次取重復(fù)幾次取t1、t2的平均值的平均值請(qǐng)回答以下幾個(gè)問題：請(qǐng)回答以下幾個(gè)問題
12、：在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)應(yīng)注意在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)應(yīng)注意_； 應(yīng)測(cè)量的數(shù)據(jù)還有應(yīng)測(cè)量的數(shù)據(jù)還有_；作用前作用前A、B兩滑塊速度與質(zhì)量乘積之和為兩滑塊速度與質(zhì)量乘積之和為_，作用后，作用后A、B兩滑塊速度與質(zhì)量乘積之和兩滑塊速度與質(zhì)量乘積之和為為_ 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接變變 式式遷遷 移移某同學(xué)用下圖甲所示裝置通過半徑相同的某同學(xué)用下圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球兩球的碰撞來尋找不變量，圖中的碰撞來尋找不變量，圖中SQ是斜槽，是斜槽，QR為水平槽，實(shí)為水平槽，實(shí)驗(yàn)時(shí)先使驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，由靜止開始滾下，落到位于水平
13、地面的記錄紙上，留下痕跡，重復(fù)上述操作落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復(fù)上述操作10次，得到次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡，再把個(gè)落點(diǎn)痕跡，再把B球放在水平槽上靠近槽球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓末端的地方，讓A球仍從位置球仍從位置G由靜止開始滾下，和由靜止開始滾下，和B球碰球碰撞后，撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡，重球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡，重復(fù)這種操作復(fù)這種操作10次，圖中次，圖中O是水平槽末端口在記錄紙上的垂是水平槽末端口在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)，直投影點(diǎn)，P為未放被碰小球?yàn)槲捶疟慌鲂∏駼時(shí)時(shí)A球的平均落點(diǎn)球的平均落點(diǎn) 欄目鏈接欄目鏈接變變 式式遷遷 移移 欄
14、目鏈接欄目鏈接變變 式式遷遷 移移A水平槽上未放水平槽上未放B球時(shí)，測(cè)量球時(shí)，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距點(diǎn)的距離離BA球與球與B球碰撞后，測(cè)量球碰撞后，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離C測(cè)量測(cè)量A球或球或B球的直徑球的直徑D測(cè)量測(cè)量A球和球和B球的質(zhì)量球的質(zhì)量E測(cè)量測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度 欄目鏈接欄目鏈接變變 式式遷遷 移移 欄目鏈接欄目鏈接變變 式式遷遷 移移 欄目鏈接欄目鏈接之和是否相等，故必須測(cè)量的是兩球的質(zhì)量和水平射程，之和是否相等，故必須測(cè)量的是兩球的質(zhì)量和水平射程，即選項(xiàng)即選項(xiàng)A、B、D是必須進(jìn)行的測(cè)量是必須進(jìn)行的測(cè)量 答案：答案：(1)64.70 cm(64.2065.20 cm均可均可)(2)ABD
高中物理 第1節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量課件 新人教版選修35
