实验：探究碰撞中的守恒量

四、进行实验 收集数据
实验装置应怎么组装？ 实验的程序,即实验步骤是什么？ 怎样进行实验数据的采集、分析与处理？ 怎样设计数据表格? 对比、探究、验证实验中，如何设计一个 直观、方便的表格也是成功的关键所在。
七、小结 探 究 过 程
实验验 证 猜想 设计方 案 观察现象 提出问题
碰撞中的守恒量
16-1实验：探究碰撞中的守恒量
一、观察实验、提出问题
猜想：碰撞现象与什么物理量有关？
质量和速度 设两个物体的质量分别为m1、m2，碰
撞前它们速度分别为v1、v2，碰撞后的速度 分别为v1’、v2’．
规定碰撞前的速度方向为正方向
二、我们的猜想
猜想１： 猜想２：
v v1 2 m v m1v1 m2 v2 m1v1 2 2 v1
生活中的各种碰撞现象
水上电动碰碰船 打网球 儿童乐园碰碰车 钉钉子 打桩机打桩 汽车碰撞实验 飞鸟撞飞机 拳击 台球碰撞的频闪照片
思考：碰撞过程有什么规律 呢，前后会不会有什么物理 量保持不变？
从最简单的开始研究
两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞
后仍沿同一直线运动-----一维碰撞（正碰）
第十六章 动量守恒定律
知识回顾
动量守恒的应用之碰撞
两个物体在极短时间内发生相互作 用，这种情况称为碰撞。由于作用 时间极短，一般都满足内力远大于 外力，所以可以认为系统的动量守 恒。
生活中的各种碰撞现象 飞 鸟 撞 飞 机
动量守恒的应用之碰撞
碰撞又分（完全）弹性碰撞、非弹 性碰撞、完全非弹性碰撞三种。
１、弹性碰撞：理想情况下，物体碰撞 后形变能完全恢复，不发热、发声， 没有动能损失，这种碰撞为（完全） 弹性碰撞。
解决问题 交流评估
我 们 的
1、重点不是公式，而是体会 在追寻碰撞中的守恒量所运 用的科学研究方法。 2、体会追寻守恒量的可行性。
收 获
么？
是 什
——动量守恒的条件 1、系统不受外力(理想化)或系统所受合 外力为零。 2、系统受外力的合力虽不为零，但系统 外力比内力小得多，如碰撞问题中的摩擦 力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作 用的内力来要小得多,且作用时间极短,可 以忽略不计。 3、系统所受外力的合力虽不为零，但在 某个方向上所受合外力为零，则系统在这 个方向上动量守恒。
怎样测量物体的速度?
• 探究方案一:气垫导轨、光电门
挡光板的宽度设为L．穿过后所用时间为t，则滑 块相当于在L的位移上运动了时间t，所以滑块匀 速运动的速度v=L/t．
• 探究方案二：摆球、量角器(或传感器)
• 探究方案三：打点计时器、小车
由于只有一个打点计时器，适于研究完全非弹性碰撞
• 探究方案四：斜槽 小球 平抛装置
测出小球落点的水 平距离可根据平抛运动 的规律计算出小球的水 平初速度.
本实验设 计思想巧 妙之处在 于用长度 测量代替 速度测量
复写纸
注意事项： 1、斜槽末端的切线要水平； 2、从同一高度释放小球 ；
O M P N
ຫໍສະໝຸດ Baidu
3、实验中不需要测量时间，也不需要 测量桌面的高度； 4、能正确判断小球碰撞前后的落点(m1>m2);
燃料燃尽时火箭获得的最终速度由 M 喷气速度及质量比 共同决定 。
m
中国新型自行榴弹炮
这门自行火炮的后面又增加了止退犁，看到了吗？ 他是起什么作用的呢？
课堂练习
如图，小车放在光滑的水平面上，将小球拉开到 一定角度，然后同时放开小球和小车，那么在以 后的过程中（ D ） A.小球向左摆动时,小车也向左运动, 且系统动量守恒 B.小球向左摆动时,小车则向右运动, 且系统动量守恒 C.小球向左摆到最高点,小球的速度 为零而小车速度不为零 D.在任意时刻,小球和小车在水平方 向的动量一定大小相等、方向相反 反思：系统所受外力的合力虽不为零，但在水平 方向所受外力为零，故系统水平分向动量守恒。
模拟火箭发射过程 单摆小车 反冲式水轮机 蒸汽炮车
法国幻影”2000
喷气式飞机通过连续不断地向后喷射高速燃气， 可以得到超过音速的飞行速度。
那么火箭在燃料燃尽时所能获得 的最终速度与什么有关呢？
由动量守恒得 ：
mv (M m)v1 0
( M m)v1 M v ( 1)v1 m m
２、非弹性碰撞：碰撞过程中物体发生 形变，还会发热、发声，有动能损失 ，这类碰撞为非弹性碰撞。 ３、完全非弹性碰撞：碰撞后物体结合 在一起，这时系统动能损失最大，这 种碰撞称为完全非弹性碰撞。
动量守恒的应用之反冲运动
定义：原来静止的系统，当其中一 部分运动时，另一部分向相反的方 向运动，就叫做反冲运动。
2 1 1
v2
2 2 2
猜想３： m v m v m v m2v2
2 1 1
2
m1 m2 m1 m2 猜想4： v1 v2 v1 v2
…………………………
三、设计方案
设计实验需要考虑的问题
保证一维碰撞
即保证两物体在碰撞前后在同一直线上运动；
如何测量物体的质量；（天平 ）