人教版高中物理选修3-5 16.1实验：探究碰撞中的不变量 课件 (3份打包)

课时16. 1　实验：探究碰撞中的不变量 　　1. 经历两个物体碰撞前后会不会有什么“不变量”的猜想过程。 2. 通过实验探究，经历寻找碰撞中“不变量”的过程，领会设计实验的基本思路和完成实验的基本方法。[来源:Z。xx。k.Com] 3. 培养实验技能，熟悉数据的采集和分析，掌握在同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法。 　　1. 实验的基本思路 (1)两个物体碰撞前沿①同一直线运动，碰撞后仍沿②同一直线运动，这种碰撞叫作一维碰撞。 (2)在一维碰撞的情况下，与物体有关的量只有物体的③质量和物体的④速度。 2. 追寻“不变量”[来源:Zxxk.Com] 碰撞前后物体速度发生变化、质量不变，但质量并不能描述物体的运动状态，质量和速度不是我们追寻的“不变量”。必须在各种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们追寻的不变量。教材上列举了一些猜测，请在下列空白处填入这些猜测的关系式： ⑤m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'　　;  ⑥m1+m2=m1v1'2+ m2v2'2;  ⑦　　　　　　　　　　　　　　。  3. 实验条件的保证 实验必须保证碰撞是⑧一维的，即两个物体在碰撞之前沿⑨同一条直线运动，碰撞之后还沿⑩这条直线运动。 4. 测量速度的方法 (1)在“参考案例一”中，可以用游标卡尺测量滑块遮光板的宽度d，用光电计时器测量遮光时间t，再用公式　　　　计算滑块碰撞前后的速度。  (2)在“参考案例二”中，通过测量摆绳的长度l和小球碰撞前后摆动的角度θ ，再用公式　　　　　　计算小球碰撞前后的速度。  (3)在“参考案例三”中，通过纸带测出小车碰撞前后的速度。 [来源:学科网ZXXK] 　　主题1：实验的基本思路 问题：请阅读教材中“实验的基本思路”的相关内容，回答下列问题。 (1)什么是一维碰撞？ (2)在一维碰撞的情况下研究碰撞规律只涉及物体的质量和速度这两个物理量，它们是我们追寻的“不变量”吗？它们的乘积是我们追寻的“不变量”吗？为什么？ (3)你设想一下哪些量可能是“不变量”？ 　　主题2：光电门测速原理 情景：图示是教材“参考案例一”中的气垫导轨。图中滑块上分别装有挡光板，挡光板有一定的宽度，设为L。气垫导轨上的框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置。从挡光板穿入将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t。 问题：滑块的速度如何计算？ 　　主题3：探究摆球测速原理 情景：图示为教材“参考案例二”中的实验装置。把两个小球用线悬起来，一个小球静止，拉起另一个小球，放下时使它们相碰。 也可以用贴胶布等方法增大两球碰撞时的能量损失。 问题：如何测量出碰撞前后小球的速度？ 　　主题4：误差分析[来源:学科网] 问题：任何测量都存在误差，请你分析本实验误差来源，并说明如何减小实验误差。 1. (考查小球碰撞实验)图示为教材“参考案例二”中的探究活动装置图，下列说法正确的是(　　) A. 悬挂两球的细绳长度要适当，且等长 B. 由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度 C. 两小球质量必须相同 D. 两小球碰后可能黏合在一起共同运动 2. (考查实验结论的运用)两球相向运动，发生碰撞，碰撞后两球均静止，于是可以断定，在碰撞以前(　　) A. 两球的质量相等　　　　　　　　　　　　　　B. 两球的速度大小相同 C. 两球的质量与速度的乘积大小相等 D. 以上都不能断定 3. (考查小车碰撞的实验)图示是教材“参考案例三”实验中的装置图，下列说法正确的是(　　) A. A车上装撞针，B车上装橡皮泥，是为了改变两车的质量 B. A车上装撞针，B车上装橡皮泥，是为了两车碰撞后粘在一起 C. 实验时先接通打点计时器的电源，再推动小车A D. 实验时先推动小车A，再接通打点计时器的电源 4. (考查实验探究过程)某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推一下小车A使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动。他设计的具体装置如图甲所示。在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50 Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。 (1)若已得到打点纸带如图乙所示，并将测得的各计数点间的距离标在图上，A为运动起点的第一点，则应选　　　段来计算A碰撞前的速度，应选　　　　段来计算A和B碰后的共同速度。  (2)已测得小车A的质量m1=0. 40 kg，小车B的质量m2=0. 20 kg，由以上测量结果可得： 碰前m1v1+m2v2=　　　　kg·m/s。  碰后m1v1'+m2v2'=　　　　kg·m/s。  (3)结论：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  [