教科版高中物理选修3-5课件1.4动量守恒定律的应用(第5课时).pptx

点拨 (1)实验前要把木板的一端垫起，以平衡摩擦力. (2)此实验关键是求小车的速度，而小车碰撞前后速度 的求解方法是利用纸带上匀速运动过程求解.为了减小 测量的相对误差，应多测几个间距来求解速度.
例3 如图9所示，在实验室用两端带
竖直挡板C、D的气垫导轨和有固定
挡板的质量都是M的滑块A、B，做
分别为vA＝x，t11 vB＝.碰xt前22 两滑块静止，v＝0，速度与质 量乘积之和为0，碰后两滑块的速度与质量乘积之和为
(M＋m)－M.
x1 t1
x2 t2
答案 ①用水平仪测量使导轨水平
②A至C的距离x1、B至D的距离x2
③0 (M＋m)－x1M x2
t1
t2
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碰后小车A和小车B的共同速度 vAB＝＝xTDmE /s＝6.090.50.6×29×51m05－/s2 碰后总动量
pAB＝(mA＋mB)vAB＝(0.40＋0.20)×0.695kg·m/s ＝0.417kg·m/s 从上面计算可知：在实验误差允许的范围内，碰撞前
后总动量不变. 答案 0.420 0.417
(2)已测得小车A的质量mA＝0.40kg，小车B的质量mB＝ 0.20kg，由以上的测量结果可得：碰前两小车的总动量 为______kg·m/s，碰后两小车的总动量为______kg·m/s. 解析 碰前小车速度 vA＝＝xTBmC /s＝100.15..0002×5×m1/50s－2 其动量
pA＝mAvA＝0.40×1.05kg·m/s＝0.420kg·m/s
解析 分析题图可知
碰撞后
vB′＝ΔxΔBt′＝00..24 vA′＝ΔxΔAt′＝00..34
m/s＝0.5 m/s； m/s＝0.75 m/s.
从发生碰撞到第二次拍摄照片，A运动的时间是 t1＝ΔvxAA′″＝00..1755 s＝0.2 s
由此可知，从第一张拍摄照片到发生碰撞的时间是
t2＝(0.4－0.2)s＝0.2s 则碰撞前B物体的速度为 vB＝mΔx/tBs2＝″1＝.000m..22/s 由题意得vA＝0.
图9
探究碰撞中动量变化的实验：
(1)把两滑块A和B紧贴在一起，在A上放质量为m的砝码，
置于导轨上，用电动卡销卡住A和B，在A和B的固定挡
板间放一弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态.
(2)按下开关使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块 运动时间的电子计时器，当A和B与挡板C和D碰撞的同时， 电子计时器自动停表，记下A至C的运动时间t1，B至D的 运动时间t2.
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第一章 碰撞与动量守恒
1.3动量守恒定律的应用第五课时 实验：探究动量守恒定律
实验步骤
1.如图2所示调节气垫导轨，使其水平.是否 水平可按如下方法检查：打开气泵后，导 轨上的滑块应该能保持静止.
图2 2.按说明书连接好数字计时器与光电门.
3.如图3所示，把中间夹有弯形弹簧片的两滑块置于光 电门中间保持静止，烧断拴弹簧片的细线，测出两滑 块的质量和速度，将实验结果记入设计好的表格中.
图7
(1)若已得到打点纸带如图8所示，并测得各计数点间的距 离标在图上，A为运动起始的第一点.则应选________段来 计算小车A的碰前速度，应选______段来计算小车A和小 车B碰后的共同速度(填“AB”“BC”“CD”或“DE”).
图8
解析 (1)因小车做匀速运动，应取纸带上打点均匀的一 段来计算速度，碰前BC段点距相等，碰后DE段点距相等， 故取BC段、DE段分别计算碰前小车A的速度和碰后小车 A和小车B的共同速度. 答案 BC DE
共进行了4次，第一次是在两滑块碰撞之前，以后的三 次是在碰撞之后，A原来处于静止状态，设A、B滑块 在 拍 摄 闪 光 照 片 的 这 段 时 间 内 是 在 10cm 至 105cm 这 段 范围内运动(以滑块上的箭头位置为准)，试根据闪光照 片求出：
图6
(1)A、B两滑块碰撞前后的速度各为多少？
图3
4.如图4所示，在滑块上安装好弹性碰撞架.将两滑块从左、右 以适当的速度经过光电门后在两光电门中间发生碰撞，碰撞 后分别沿各自碰撞前相反的方向运动再次经过光电门，光电 计时器分别测出两滑块碰撞前后的速度.测出它们的质量后， 将实验结果记入相应表格中.
图4
5.如图5所示，在滑块上安装好撞针及橡皮泥，将装有橡皮 泥的滑块停在两光电门之间，装有撞针的滑块从一侧经过 光电门后两滑块碰撞，一起运动经过另一光电门，测出两 滑块的质量和速度，将实验结果记入相应表格中.
图5
6.根据上述各次碰撞的实验数据寻找物体碰撞中动量变
化的规律.
气垫导轨实验数据记录表
碰撞(烧断) 碰撞(烧断)前
后
质量m(kg) m1
m2
Fra Baidu bibliotekm1
m2
mv(kg·m·s－ m1v1＋m2v2 1)
m1v1′＋ m2v2′
实验结论：碰撞前后两滑块的动量之和保持不变.
结论
典例分析
例1 为了探究碰撞中动量变化的规律，实验最好在气垫 导轨上进行，这样就可以大大减小阻力，使滑块在碰撞前 后的运动可以看成是匀速运动，使实验的可靠性及准确度 得以提高.在某次实验中，A、B两铝制滑块在一水平长气 垫导轨上相碰，用频闪摄像的方法每隔0.4秒的时间拍摄一 次照片，每次拍摄时闪光的延续时间很短，可以忽略，如 图6所示，已知A、B之间的质量关系是mB＝1.5mA，拍摄
(2)根据闪光照片分析说明两滑块碰撞前后两个物体总 动量是否改变.
解析 碰撞前：mAvA＋mBvB＝1.5mA 碰撞后：mAvA′＋mBvB′＝0.75mA＋0.75mA＝1.5mA， 所以mAvA＋mBvB＝mAvA′＋mBvB′， 即碰撞前后两个物体总动量不变. 答案 见解析
例2 某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞中动量变 化的规律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车 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7所示.在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源 频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.
解析 ①为了保证A、B两滑块作用后做匀速直线运动，
必须使气垫导轨水平，需要用水平仪加以调试.
②要求出A、B两滑块在卡销放开后的速度，需测出A
至C的运动时间t1和B至D的运动时间t2，并且要测量出 两滑块到挡板的距离x1和x2，再由公式v＝xt 分别求出其 速度.
③设向左为正方向，根据所测数据求得两滑块的速度
(3)重复几次取t1、t2的平均值. 请回答以下几个问题： ①在调整气垫导轨时应注意_______________________； ②应测量的数据还有____________________________； ③作用前A、B两滑块的速度与质量乘积之和为______， 作用后A、B两滑块的速度与质量乘积之和为______.