課件：1.2 探究動(dòng)量守恒定律

1、 學(xué)習(xí)探究區(qū) 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟 典例分析典例分析 實(shí)驗(yàn)步驟 (1)如圖如圖2所示，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，使其水平是否水平可按如下方所示，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，使其水平是否水平可按如下方 法檢查：打開氣泵后，導(dǎo)軌上的滑塊應(yīng)該能保持靜止法檢查：打開氣泵后，導(dǎo)軌上的滑塊應(yīng)該能保持靜止 (2)按說明書連接好光電計(jì)時(shí)器與光電門按說明書連接好光電計(jì)時(shí)器與光電門 圖圖2 (3)如圖如圖3所示，在滑片上安裝好彈性架將兩滑塊從左、右以所示，在滑片上安裝好彈性架將兩滑塊從左、右以 適當(dāng)?shù)乃俣冉?jīng)過光電門后在兩光電門中間發(fā)生碰撞，碰撞后分適當(dāng)?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 別沿與各自碰撞前相反的方向運(yùn)動(dòng)再次經(jīng)過光

2、電門，光電計(jì)時(shí)別沿與各自碰撞前相反的方向運(yùn)動(dòng)再次經(jīng)過光電門，光電計(jì)時(shí) 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(shí)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(shí) 驗(yàn)結(jié)果記入相應(yīng)表格中驗(yàn)結(jié)果記入相應(yīng)表格中 圖圖3 (4)如圖如圖4所示，在滑塊上安裝好撞針及橡皮泥，將兩滑塊從左、所示，在滑塊上安裝好撞針及橡皮泥，將兩滑塊從左、 右以適當(dāng)?shù)乃俣冉?jīng)過光電門后發(fā)生碰撞，相碰后粘在一起，測右以適當(dāng)?shù)乃俣冉?jīng)過光電門后發(fā)生碰撞，相碰后粘在一起，測 出它們的質(zhì)量和速度，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記入相應(yīng)的表格出它們的質(zhì)量和速度，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記入相應(yīng)的表格 圖圖4 (5)在滑塊上安裝好撞針及橡皮泥后，將裝有橡皮泥的滑

3、塊停在滑塊上安裝好撞針及橡皮泥后，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，然后一起運(yùn)動(dòng)經(jīng)過另一光電門，測出兩滑塊的質(zhì)量和速碰撞，然后一起運(yùn)動(dòng)經(jīng)過另一光電門，測出兩滑塊的質(zhì)量和速 度，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記入相應(yīng)表格中度，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記入相應(yīng)表格中 (6)根據(jù)上述各次碰撞的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)尋找物體碰撞時(shí)動(dòng)量變化的根據(jù)上述各次碰撞的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)尋找物體碰撞時(shí)動(dòng)量變化的 規(guī)律規(guī)律 氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表 碰撞前碰撞前碰撞后碰撞后 質(zhì)量質(zhì)量m(kg) m1m2m1M2 速度速度v (ms 1) v1v2v1

4、v2 mv(kgms 1) m1v1m2v2m1v1m2v2 結(jié)論結(jié)論 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：碰撞前后兩滑塊的動(dòng)量之和保持不變實(shí)驗(yàn)結(jié)論：碰撞前后兩滑塊的動(dòng)量之和保持不變 返回返回 典例分析 例例1為了探究物體碰撞時(shí)動(dòng)量變化的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)最好在氣墊導(dǎo)為了探究物體碰撞時(shí)動(dòng)量變化的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)最好在氣墊導(dǎo) 軌上進(jìn)行，這樣就可以大大減小阻力，使滑塊在碰撞前后的運(yùn)軌上進(jìn)行，這樣就可以大大減小阻力，使滑塊在碰撞前后的運(yùn) 動(dòng)可以看成是勻速運(yùn)動(dòng)，使實(shí)驗(yàn)的可靠性及準(zhǔn)確度得以提動(dòng)可以看成是勻速運(yùn)動(dòng)，使實(shí)驗(yàn)的可靠性及準(zhǔn)確度得以提 高在某次實(shí)驗(yàn)中，高在某次實(shí)驗(yàn)中，A、B兩鋁制滑塊在一水平長氣墊導(dǎo)軌上相兩鋁制滑塊在一水平長氣墊導(dǎo)軌上相

5、 碰，用頻閃攝像的方法每隔碰，用頻閃攝像的方法每隔0.4秒的時(shí)間拍攝一次照片，每次拍秒的時(shí)間拍攝一次照片，每次拍 攝時(shí)閃光的持續(xù)時(shí)間很短，可以忽略，如圖攝時(shí)閃光的持續(xù)時(shí)間很短，可以忽略，如圖5所示，已知所示，已知A、B 圖圖5 之間的質(zhì)量關(guān)系是之間的質(zhì)量關(guān)系是mB1.5mA，拍攝共進(jìn)行了，拍攝共進(jìn)行了4次，第一次是在次，第一次是在 兩滑塊相撞之前，以后的三次是在碰撞之后，兩滑塊相撞之前，以后的三次是在碰撞之后，A原來處于靜止原來處于靜止 狀態(tài)，設(shè)狀態(tài)，設(shè)A、B滑塊在拍攝閃光照片的這段時(shí)間內(nèi)是在滑塊在拍攝閃光照片的這段時(shí)間內(nèi)是在10cm至至 105cm這段范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)這段范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)(以滑塊上的箭頭

6、位置為準(zhǔn)以滑塊上的箭頭位置為準(zhǔn))，試根據(jù)閃，試根據(jù)閃 光照片求出：光照片求出： (1)A、B兩滑塊碰撞前后的速度各為多少？兩滑塊碰撞前后的速度各為多少？ (2)根據(jù)閃光照片分析說明兩滑塊碰撞前后，兩個(gè)滑塊的質(zhì)量與根據(jù)閃光照片分析說明兩滑塊碰撞前后，兩個(gè)滑塊的質(zhì)量與 速度的乘積和是否不變速度的乘積和是否不變 解析解析分析題圖可知分析題圖可知 碰撞后碰撞后 從發(fā)生碰撞到第二次拍攝照片時(shí)，從發(fā)生碰撞到第二次拍攝照片時(shí)，A運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是 由此可知，從第一張拍攝照片到發(fā)生碰撞的時(shí)間為由此可知，從第一張拍攝照片到發(fā)生碰撞的時(shí)間為 則碰撞前則碰撞前B物體的速度為物體的速度為 由題意得由題意得vA0

7、. 碰撞后：碰撞后：mAvAmBvB0.75mA0.75mA1.5mA， 所以所以mAvAmBvBmAvAmBvB，即碰撞前后兩個(gè)物體總動(dòng)量，即碰撞前后兩個(gè)物體總動(dòng)量 不變不變 解析解析碰撞前：碰撞前：mAvAmBvB1.5mA 答案答案見解析見解析 例例2某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究碰撞過程中動(dòng)量變某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究碰撞過程中動(dòng)量變 化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)：在小車化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車A使之使之 做勻速直線運(yùn)動(dòng)然后與原來靜止在前方的小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合相碰并粘合 成一體，繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，他

8、設(shè)計(jì)的具體裝置如圖成一體，繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，他設(shè)計(jì)的具體裝置如圖6所所 示在小車示在小車A后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz， 長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力 圖圖6 (1)若已得到打點(diǎn)紙帶如圖若已得到打點(diǎn)紙帶如圖7所示，并測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離標(biāo)在所示，并測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離標(biāo)在 圖上，圖上，A為運(yùn)動(dòng)起始的第一點(diǎn)則應(yīng)選為運(yùn)動(dòng)起始的第一點(diǎn)則應(yīng)選_段來計(jì)算小車段來計(jì)算小車A 的碰前速度，應(yīng)選的碰前速度，應(yīng)選_段來計(jì)算小車段來計(jì)算小車A和小車和小車B碰后的共同速碰后的共同速 度度(填填“AB”“BC”“CD”或或“DE”)

9、 圖圖7 解析解析因小車做勻速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)取紙帶上打點(diǎn)均勻的一段來計(jì)算速因小車做勻速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)取紙帶上打點(diǎn)均勻的一段來計(jì)算速 度，碰前度，碰前BC段點(diǎn)距相等，碰后段點(diǎn)距相等，碰后DE段點(diǎn)距相等，故取段點(diǎn)距相等，故取BC段、段、DE 段分別計(jì)算碰前小車段分別計(jì)算碰前小車A的速度和碰后小車的速度和碰后小車A和小車和小車B的共同速度的共同速度 答案答案BCDE (2)已測得小車已測得小車A的質(zhì)量的質(zhì)量mA0.40kg，小車，小車B的質(zhì)量的質(zhì)量mB0.20kg， 由以上的測量結(jié)果可得：碰前兩小車的總動(dòng)量為由以上的測量結(jié)果可得：碰前兩小車的總動(dòng)量為_kgm/s， 碰后兩小車的總動(dòng)量為碰后兩小車的總動(dòng)量為_kg

10、m/s. 解析解析碰前小車速度碰前小車速度 其動(dòng)量其動(dòng)量pAmAvA0.401.05kgm/s0.420kgm/s 碰后小車碰后小車A和小車和小車B的共同速度的共同速度 碰后總動(dòng)量碰后總動(dòng)量 pAB(mAmB)vAB(0.400.20)0.695kgm/s0.417kgm/s 從上面計(jì)算可知：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)碰撞前后總動(dòng)量不變從上面計(jì)算可知：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)碰撞前后總動(dòng)量不變 答案答案0.4200.417 點(diǎn)撥點(diǎn)撥(1)此實(shí)驗(yàn)的條件是：在實(shí)驗(yàn)前要把木板的一端墊起，以此實(shí)驗(yàn)的條件是：在實(shí)驗(yàn)前要把木板的一端墊起，以 平衡摩擦力平衡摩擦力 (2)此實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵是求小車的速度，而小車碰撞前后速

11、度的求解方此實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)的過程求解，為了減小測量的相對(duì)誤差，法是利用紙帶上勻速運(yùn)動(dòng)的過程求解，為了減小測量的相對(duì)誤差， 應(yīng)多測幾個(gè)間距來求速度應(yīng)多測幾個(gè)間距來求速度 例例3如圖如圖8所示，在實(shí)驗(yàn)室用兩端帶豎直擋板所示，在實(shí)驗(yàn)室用兩端帶豎直擋板C、D的氣墊導(dǎo)軌的氣墊導(dǎo)軌 和有固定擋板的質(zhì)量都是和有固定擋板的質(zhì)量都是M的滑塊的滑塊A、B，做探究碰撞時(shí)動(dòng)量變，做探究碰撞時(shí)動(dòng)量變 化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)：化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)： 圖圖8 (1)把兩滑塊把兩滑塊A和和B緊貼在一起，在緊貼在一起，在A上放質(zhì)量為上放質(zhì)量為m的砝碼，置于的砝碼，置于 導(dǎo)軌上，用電

12、動(dòng)卡銷卡住導(dǎo)軌上，用電動(dòng)卡銷卡住A和和B，在，在A和和B的固定擋板間放一彈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)簧，使彈簧處于水平方向上的壓縮狀態(tài) (2)按下開關(guān)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)按下開關(guān)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)滑塊間的電子計(jì)時(shí)器，當(dāng)滑塊A和和B與擋板與擋板C和和D碰撞的同時(shí)，電子碰撞的同時(shí)，電子 計(jì)時(shí)器自動(dòng)停表，記下計(jì)時(shí)器自動(dòng)停表，記下A至至C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)時(shí)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： 在調(diào)整氣墊導(dǎo)

13、軌時(shí)應(yīng)注意在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)應(yīng)注意_； 解析解析為了保證為了保證A、B兩滑塊作用后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，必須使兩滑塊作用后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，必須使 氣墊導(dǎo)軌水平，需要用水平儀加以調(diào)試氣墊導(dǎo)軌水平，需要用水平儀加以調(diào)試 用水平儀調(diào)試使導(dǎo)軌水平用水平儀調(diào)試使導(dǎo)軌水平 應(yīng)測量的數(shù)據(jù)還有應(yīng)測量的數(shù)據(jù)還有_； 解析解析要求出要求出A、B兩滑塊在卡銷放開后的速度，需測出兩滑塊在卡銷放開后的速度，需測出A至至 C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和和B至至D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2，并且還要測量出兩滑塊到，并且還要測量出兩滑塊到 擋板的距離擋板的距離s1和和s2，再由公式，再由公式v求出其速度求出其速度 A至至C的距離的距離s1、B至至D的距離的距離s2 作用前作用前A、B兩滑塊的速