湖南省長沙市高中物理《探究碰撞中的不變量》復(fù)習(xí)課件 新人教版

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1、【知識目標(biāo)知識目標(biāo)】 1. 明確探究碰撞中的不變量的基本思路；明確探究碰撞中的不變量的基本思路； 2. 掌握同一條直線上運(yùn)動的兩個物體碰撞前后的速度掌握同一條直線上運(yùn)動的兩個物體碰撞前后的速度 的測量方法；的測量方法； 3. 掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法。掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法。【重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)、難點(diǎn)】 1. 碰撞中的不變量的探究；碰撞中的不變量的探究； 2. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理播放播放flash臺球碰撞臺球碰撞播放播放flash質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)播放播放flash質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)微觀粒子之間由于相互碰撞而改變狀態(tài)，甚至使微觀粒子之間由于相互碰撞而改變狀態(tài)，甚至使得一種粒子轉(zhuǎn)化為其他

2、粒子。得一種粒子轉(zhuǎn)化為其他粒子。 碰撞是日常生活、生產(chǎn)活動中常見的一種現(xiàn)象，兩碰撞是日常生活、生產(chǎn)活動中常見的一種現(xiàn)象，兩個物體發(fā)生碰撞后，速度都發(fā)生變化。個物體發(fā)生碰撞后，速度都發(fā)生變化。兩個物體的質(zhì)量比例不同時，它們的速度變化也不兩個物體的質(zhì)量比例不同時，它們的速度變化也不一樣。一樣。物理學(xué)中研究運(yùn)動過程中的守恒量具有特別重要的物理學(xué)中研究運(yùn)動過程中的守恒量具有特別重要的意義，本節(jié)通過實(shí)驗(yàn)探究碰撞過程中的什么物理量保持意義，本節(jié)通過實(shí)驗(yàn)探究碰撞過程中的什么物理量保持不變（守恒）。不變（守恒）。實(shí)驗(yàn)探究的基本思路實(shí)驗(yàn)探究的基本思路1. 一維碰撞一維碰撞我們只研究最簡單的情況我們只研究最簡單的

3、情況兩個物體碰撞前沿兩個物體碰撞前沿同一直線運(yùn)動，碰撞后仍沿同一直線運(yùn)動。同一直線運(yùn)動，碰撞后仍沿同一直線運(yùn)動。這種碰撞叫做一維碰撞。這種碰撞叫做一維碰撞。實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：播放播放flash小球碰撞小球碰撞如圖所示，把小球如圖所示，把小球A拉起拉起使其懸線與豎直線夾一角度使其懸線與豎直線夾一角度 ，放開后放開后A球運(yùn)動到最低點(diǎn)與球運(yùn)動到最低點(diǎn)與B球球發(fā)生碰撞，碰后發(fā)生碰撞，碰后B球擺幅為球擺幅為 角。角。(1)mA=mB:(2)mAmB:(3)mAmB:以上現(xiàn)象說明以上現(xiàn)象說明A、B兩球碰撞后，速度發(fā)生了變化，當(dāng)兩球碰撞后，速度發(fā)生了變化，當(dāng)A、B兩球的質(zhì)量關(guān)系發(fā)生變化時，速度變化的情況也不同。兩

4、球的質(zhì)量關(guān)系發(fā)生變化時，速度變化的情況也不同。2. 追尋不變量追尋不變量在一維碰撞的情況下與物體運(yùn)動有關(guān)的量只有物體的在一維碰撞的情況下與物體運(yùn)動有關(guān)的量只有物體的質(zhì)量和物體的速度。質(zhì)量和物體的速度。2. 追尋不變量追尋不變量在一維碰撞的情況下與物體運(yùn)動有關(guān)的量只有物體的在一維碰撞的情況下與物體運(yùn)動有關(guān)的量只有物體的質(zhì)量和物體的速度。質(zhì)量和物體的速度。設(shè)兩個物體的質(zhì)量分別為設(shè)兩個物體的質(zhì)量分別為m1、m2，碰撞前它們速度分，碰撞前它們速度分別為別為v1、v2，碰撞后的速度分別為，碰撞后的速度分別為v1 、v2 。規(guī)定某一速度方向?yàn)檎Ｒ?guī)定某一速度方向?yàn)檎?. 追尋不變量追尋不變量在一維碰撞的

5、情況下與物體運(yùn)動有關(guān)的量只有物體的在一維碰撞的情況下與物體運(yùn)動有關(guān)的量只有物體的質(zhì)量和物體的速度。質(zhì)量和物體的速度。設(shè)兩個物體的質(zhì)量分別為設(shè)兩個物體的質(zhì)量分別為m1、m2，碰撞前它們速度分，碰撞前它們速度分別為別為v1、v2，碰撞后的速度分別為，碰撞后的速度分別為v1 、v2 。規(guī)定某一速度方向?yàn)檎Ｒ?guī)定某一速度方向?yàn)檎?。碰撞前后速度的變化和物體的質(zhì)量碰撞前后速度的變化和物體的質(zhì)量m的關(guān)系，我們可的關(guān)系，我們可以做如下猜測：以做如下猜測：碰撞前后物體質(zhì)量不變，但質(zhì)量并不描述物體的運(yùn)碰撞前后物體質(zhì)量不變，但質(zhì)量并不描述物體的運(yùn)動狀態(tài)，不是我們追尋的動狀態(tài)，不是我們追尋的“不變量不變量”。必須在各

6、種碰撞的情況下都不改變的量，才是我們必須在各種碰撞的情況下都不改變的量，才是我們追尋的不變量。追尋的不變量。實(shí)驗(yàn)條件的保證、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測量實(shí)驗(yàn)條件的保證、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測量1. 實(shí)驗(yàn)必須保證碰撞是一維的，即兩個物體在碰撞之前實(shí)驗(yàn)必須保證碰撞是一維的，即兩個物體在碰撞之前沿同一直線運(yùn)動，碰撞之后還沿同一直線運(yùn)動；沿同一直線運(yùn)動，碰撞之后還沿同一直線運(yùn)動；2. 用天平測量物體的質(zhì)量；用天平測量物體的質(zhì)量；3. 測量兩個物體在碰撞前后的速度。測量兩個物體在碰撞前后的速度。速度的測量：可以充分利用所學(xué)的運(yùn)動學(xué)知識，如利用速度的測量：可以充分利用所學(xué)的運(yùn)動學(xué)知識，如利用勻速運(yùn)動、平拋運(yùn)動，并借助于斜槽、氣墊

7、導(dǎo)軌、打點(diǎn)計(jì)時勻速運(yùn)動、平拋運(yùn)動，并借助于斜槽、氣墊導(dǎo)軌、打點(diǎn)計(jì)時器和紙帶等來達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮涂刂茖?shí)驗(yàn)條件。器和紙帶等來達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮涂刂茖?shí)驗(yàn)條件。參考案例一種測速原理參考案例一種測速原理圖中滑塊上紅色部分為擋光板，擋光板有一定的寬度，設(shè)圖中滑塊上紅色部分為擋光板，擋光板有一定的寬度，設(shè)為為L氣墊導(dǎo)軌上黃色框架上安裝有光控開關(guān)，并與計(jì)時裝置相氣墊導(dǎo)軌上黃色框架上安裝有光控開關(guān)，并與計(jì)時裝置相連，構(gòu)成光電計(jì)時裝置。連，構(gòu)成光電計(jì)時裝置。當(dāng)擋光板穿入時，將光擋住開始計(jì)時，穿過后不再擋光則當(dāng)擋光板穿入時，將光擋住開始計(jì)時，穿過后不再擋光則停止計(jì)時，設(shè)記錄的時間為停止計(jì)時，設(shè)記錄的時間為t，則滑塊相當(dāng)于

8、在，則滑塊相當(dāng)于在L的位移上運(yùn)動了的位移上運(yùn)動了時間時間t，所以滑塊勻速運(yùn)動的速度，所以滑塊勻速運(yùn)動的速度v=L/t。參考案例一種測速原理參考案例一種測速原理用氣墊導(dǎo)軌做碰撞實(shí)驗(yàn)用氣墊導(dǎo)軌做碰撞實(shí)驗(yàn)碰撞前碰撞前碰撞后碰撞后質(zhì)質(zhì)量量m1=m2=m1=m2=速速度度v1=v2=v1 =0v2 =9mv m1v1+m2v2=m1v 1+m2v 2=mv2m1v12+m2v22=m1v 12+m2v 22=v/m實(shí)驗(yàn)記錄及分析實(shí)驗(yàn)記錄及分析(a-1) 2211mvmv 2211mvmv444490碰撞前碰撞前碰撞后碰撞后質(zhì)質(zhì)量量m1=m2=m1=m2=速速度度v1=v2=v1=v2=mv m1v1+m

9、2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m實(shí)驗(yàn)記錄及分析實(shí)驗(yàn)記錄及分析(a-2) 2211mvmv 2211mvmv4242904.59碰撞前碰撞前碰撞后碰撞后質(zhì)質(zhì)量量m1=m2=m1=m2=速速度度v1=v2=v1=v2=mv m1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m實(shí)驗(yàn)記錄及分析實(shí)驗(yàn)記錄及分析(a-3) 2211mvmv 2211mvmv242460-24碰撞前碰撞前碰撞后碰撞后質(zhì)質(zhì)量量m1=m2=m1=m2=速速度度v1=v2=v1=v2=mv m1v1+m2v2=m1v1+m2v2

10、=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m實(shí)驗(yàn)記錄及分析實(shí)驗(yàn)記錄及分析(b) 2211mvmv 2211mvmv4242002-4碰撞前碰撞前碰撞后碰撞后質(zhì)質(zhì)量量m1=m2=m1=m2=速速度度v1=v2=v1=v2=mv m1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m實(shí)驗(yàn)記錄及分析實(shí)驗(yàn)記錄及分析(c) 2211mvmv 2211mvmv42429066用小車研究碰撞用小車研究碰撞 將打點(diǎn)計(jì)時器固定在光滑桌面的一端，把紙帶穿過打?qū)⒋螯c(diǎn)計(jì)時器固定在光滑桌面的一端，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器，連在小車的后面。讓小車點(diǎn)計(jì)時器，連在小

11、車的后面。讓小車A運(yùn)動，小車運(yùn)動，小車B靜止。靜止。在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥，碰撞時撞針插在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥，碰撞時撞針插入橡皮泥中，把兩個小車連接成一體（如上圖）。通過紙入橡皮泥中，把兩個小車連接成一體（如上圖）。通過紙帶測出它們碰撞前后的速度。帶測出它們碰撞前后的速度。用小車研究碰撞用小車研究碰撞小結(jié)小結(jié)基本思路基本思路(一維碰撞一維碰撞)小結(jié)小結(jié)基本思路基本思路(一維碰撞一維碰撞)與物體運(yùn)動有關(guān)的物理量可能有哪些？與物體運(yùn)動有關(guān)的物理量可能有哪些？碰撞前后哪個物理量可能是不變的？碰撞前后哪個物理量可能是不變的？小結(jié)小結(jié)基本思路基本思路(一維碰撞一維碰撞)與物體運(yùn)動有關(guān)的物理量可能有哪些？與物體運(yùn)動有關(guān)的物理量可能有哪些？碰撞前后哪個物理量可能是不變的？碰撞前后哪個物理量可能是不變的？需要考慮需要考慮 的問題的問題小結(jié)小結(jié)基本思路基本思路(一維碰撞一維碰撞)與物體運(yùn)動有關(guān)的物理量可能有哪些？與物體運(yùn)動有關(guān)的物理量可能有哪些？碰撞前后哪個物理量可能是不變的？碰撞前后哪個物理量可能是不變的？需要考慮需要考慮 的問題的問題碰撞必須包括各種情況的碰撞；碰撞必須包括各種情況的碰撞；物體質(zhì)量的測量（天平）；物體質(zhì)量的測量（天平）；碰撞前后物體速度的測量（利用光電門或打點(diǎn)碰撞前后物體速度的測量（利用光電門或打點(diǎn)計(jì)時器等）。計(jì)時器等）。