高中物理 1.4 動量守恒定律的應(yīng)用（第5課時）課件 教科版選修3-5 .ppt

,第一章碰撞與動量守恒,1.3動量守恒定律的應(yīng)用第五課時實驗：探究動量守恒定律,實驗步驟,1.如圖2所示調(diào)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(yīng)該能保持靜止.2.按說明書連接好數(shù)字計時器與光電門.,圖2,3.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(zhì)量和速度，將實驗結(jié)果記入設(shè)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?jīng)過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(jīng)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(zhì)量后，將實驗結(jié)果記入相應(yīng)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(cè)經(jīng)過光電門后兩滑塊碰撞，一起運動經(jīng)過另一光電門，測出兩滑塊的質(zhì)量和速度，將實驗結(jié)果記入相應(yīng)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(jié)論：碰撞前后兩滑塊的動量之和保持不變.,典例分析,例1為了探究碰撞中動量變化的規(guī)律，實驗最好在氣墊導軌上進行，這樣就可以大大減小阻力，使滑塊在碰撞前后的運動可以看成是勻速運動，使實驗的可靠性及準確度得以提高.在某次實驗中，A、B兩鋁制滑塊在一水平長氣墊導軌上相碰，用頻閃攝像的方法每隔0.4秒的時間拍攝一次照片，每次拍攝時閃光的延續(xù)時間很短，可以忽略，如圖6所示，已知A、B之間的質(zhì)量關(guān)系是mB1.5mA，拍攝,共進行了4次，第一次是在兩滑塊碰撞之前，以后的三次是在碰撞之后，A原來處于靜止狀態(tài)，設(shè)A、B滑塊在拍攝閃光照片的這段時間內(nèi)是在10cm至105cm這段范圍內(nèi)運動(以滑塊上的箭頭位置為準)，試根據(jù)閃光照片求出：,圖6,(1)A、B兩滑塊碰撞前后的速度各為多少？,解析分析題圖可知,碰撞后,從發(fā)生碰撞到第二次拍攝照片，A運動的時間是,由此可知，從第一張拍攝照片到發(fā)生碰撞的時間是t2(0.40.2)s0.2s則碰撞前B物體的速度為vBm/s1.0m/s由題意得vA0.,(2)根據(jù)閃光照片分析說明兩滑塊碰撞前后兩個物體總動量是否改變.,解析碰撞前：mAvAmBvB1.5mA碰撞后：mAvAmBvB0.75mA0.75mA1.5mA，所以mAvAmBvBmAvAmBvB，即碰撞前后兩個物體總動量不變.答案見解析,例2某同學設(shè)計了一個用打點計時器探究碰撞中動量變化的規(guī)律的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速直線運動.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)做勻速直線運動，他設(shè)計的具體裝置如圖7所示.在小車A后連著紙帶，電磁打點計時器電源頻率為50Hz，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力.,圖7,(1)若已得到打點紙帶如圖8所示，并測得各計數(shù)點間的距離標在圖上，A為運動起始的第一點.則應(yīng)選_段來計算小車A的碰前速度，應(yīng)選_段來計算小車A和小車B碰后的共同速度(填“AB”“BC”“CD”或“DE”).,圖8,解析(1)因小車做勻速運動，應(yīng)取紙帶上打點均勻的一段來計算速度，碰前BC段點距相等，碰后DE段點距相等，故取BC段、DE段分別計算碰前小車A的速度和碰后小車A和小車B的共同速度.答案BCDE,(2)已測得小車A的質(zhì)量mA0.40kg，小車B的質(zhì)量mB0.20kg，由以上的測量結(jié)果可得：碰前兩小車的總動量為_kgm/s，碰后兩小車的總動量為_kgm/s.,解析碰前小車速度vAm/s1.05m/s其動量pAmAvA0.401.05kgm/s0.420kgm/s,碰后小車A和小車B的共同速度vABm/s0.695m/s碰后總動量pAB(mAmB)vAB(0.400.20)0.695kgm/s0.417kgm/s從上面計算可知：在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞前后總動量不變.答案0.4200.417,點撥(1)實驗前要把木板的一端墊起，以平衡摩擦力.(2)此實驗關(guān)鍵是求小車的速度，而小車碰撞前后速度的求解方法是利用紙帶上勻速運動過程求解.為了減小測量的相對誤差，應(yīng)多測幾個間距來求解速度.,例3如圖9所示，在實驗室用兩端帶豎直擋板C、D的氣墊導軌和有固定擋板的質(zhì)量都是M的滑塊A、B，做探究碰撞中動量變化的實驗：(1)把兩滑塊A和B緊貼在一起，在A上放質(zhì)量為m的砝碼，置于導軌上，用電動卡銷卡住A和B，在A和B的固定擋板間放一彈簧，使彈簧處于水平方向上的壓縮狀態(tài).,圖9,(2)按下開關(guān)使電動卡銷放開，同時啟動兩個記錄兩滑塊運動時間的電子計時器，當A和B與擋板C和D碰撞的同時，電子計時器自動停表，記下A至C的運動時間t1，B至D的運動時間t2.,(3)重復幾次取t1、t2的平均值.請回答以下幾個問題：在調(diào)整氣墊導軌時應(yīng)注意_；應(yīng)測量的數(shù)據(jù)還有_；作用前A、B兩滑塊的速度與質(zhì)量乘積之和為_，作用后A、B兩滑塊的速度與質(zhì)量乘積之和為_.,解析為了保證A、B兩滑塊作用后做勻速直線運動，必須使氣墊導軌水平，需要用水平儀加以調(diào)試.要求出A、B兩滑塊在卡銷放開后的速度，需測出A至C的運動時間t1和B至D的運動時間t2，并且要測量出兩滑塊到擋板的距離x1和x2，再由公式v分別求出其速度.,設(shè)向左為正方向，根據(jù)所測數(shù)據(jù)求得兩滑塊的速度分別為vA，vB.碰前兩滑塊靜止，v0，速度與質(zhì)量乘積之和為0，碰后兩滑塊的速度與質(zhì)量乘積之和為(Mm)M.,答案用水平儀測量使導軌水平A至C的距離x1、B至D的距離x20(Mm)M,返回,