探究碰撞中的不變量-文庫(kù)吧
2025-07-31 23:04 本頁(yè)面
【正文】 量是物體的質(zhì)量與速度的乘積 ,即 m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′. 第 15頁(yè) 第 15頁(yè) 共 48 頁(yè) 五 ?誤差分析 ,是產(chǎn)生誤差的一個(gè)原因 ,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要保證碰撞為一維碰撞 . (如摩擦力 )影響是帶來誤差的又一個(gè)原因 ,實(shí)驗(yàn)中要合理控制實(shí)驗(yàn)條件 ,避免除碰撞時(shí)相互作用力外的其他力影響物體的速度 . 第 16頁(yè) 第 16頁(yè) 共 48 頁(yè) 六、注意事項(xiàng) ,即兩物體碰撞前沿同一直線運(yùn)動(dòng) ,碰撞后仍沿同一直線運(yùn)動(dòng) . ,調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)要注意利用水平儀確保導(dǎo)軌水平 . ,兩小球靜放時(shí)球心應(yīng)在同一水平線上,且剛好接觸 ,擺線豎直 ,將小球拉起后 ,兩條擺線應(yīng)在同一豎直面內(nèi) . ,我們尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不改變 ,才符合要求 . 第 17頁(yè) 第 17頁(yè) 共 48 頁(yè) 典例分析 一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 例 1:某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探索碰撞中不變量的實(shí)驗(yàn) :在小車 A前端裝有橡皮泥 ,推動(dòng)小車 A使之勻速運(yùn)動(dòng) ,然后與原來靜止在前方的小車 B相碰并粘合成一體 ,繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng) .他設(shè)計(jì)的裝置如下圖所示 ,在小車 A的后面連著紙帶 ,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為 50 Hz,長(zhǎng)木板的一端下墊著小木片用以平衡摩擦力 . 第 18頁(yè) 第 18頁(yè) 共 48 頁(yè) 第 19頁(yè) 第 19頁(yè) 共 48 頁(yè) (1)若已得到打點(diǎn)紙帶如下圖所示并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距標(biāo)在圖上 ,A為運(yùn)動(dòng)起始的第一個(gè)點(diǎn) ,則應(yīng)選 ________段來計(jì)算小車A碰前速度 ,應(yīng)選 ________段來計(jì)算 A和 B碰后的共同速度 . 第 20頁(yè) 第 20頁(yè) 共 48 頁(yè) (2)已測(cè)得小車 A的質(zhì)量為 m1= kg,小車 B的質(zhì)量為m2= kg,由以上測(cè)量可得 : 碰前兩車質(zhì)量與速度乘積之和為 ______kg m/s。 碰后兩車質(zhì)量與速度乘積之和為 ______kg m/s. (3)結(jié)論 ______________________________________. 第 21頁(yè) 第 21頁(yè) 共 48 頁(yè) 解析 :(1)碰前小車 A做勻速運(yùn)動(dòng) ,碰后與 B小車連在一起做勻速運(yùn)動(dòng) ,前者與后者的速度大小不同 ,反映在紙帶上為相鄰的點(diǎn)的間距不等 ,因相鄰兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔一定 ,根據(jù)紙帶上點(diǎn)的分布計(jì)算 A碰前速度應(yīng)選 BC段 ,計(jì)算碰后 AB的速度應(yīng)選 DE段 . ? ?? ? ? ?AAA2A2B2 A vm v 1 .0 5 0 0. 40 k g m / s0. 42 0 k g m / s A Bm m 0. 40 0. 20 kg m / s0. 41 7 kg10 .5 0 101. 05 0 /5 5 0. 026. 95 105 5 0. 0m / s .2BCDES mmstsSt???? ? ??????? ? ??????碰 前 的 速 度碰 前 兩 車 質(zhì) 量 與 速 度 乘 積 之 和 為碰 后 ? 的 質(zhì) 量 與 速 度 乘 積 之 和 為第 22頁(yè) 第 22頁(yè) 共 48 頁(yè) (3)在碰撞中的不變量為質(zhì)量與速度乘積之和 . 答案 :見解析 第 23頁(yè) 第 23頁(yè) 共 48 頁(yè) 二 ?綜合 ?創(chuàng)新與拓展 例 2:為探究物體間發(fā)生相互作用時(shí)的不變量 ,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn) :把兩個(gè)大小相等 ,質(zhì)量不同的金屬小球 ,及輕彈簧放在水平放置的槽形光滑軌道內(nèi) ,彈簧處于壓縮狀態(tài) ,用細(xì)線拴住 ,將兩小球置于彈簧兩端 ,示意圖如下圖所示 . 第 24頁(yè) 第 24頁(yè) 共 48 頁(yè) 現(xiàn)將細(xì)線燒斷 ,觀察兩球的運(yùn)動(dòng)情況 ,進(jìn)行必要的測(cè)量 ,尋找作用過程的不變量 . (1)要進(jìn)行測(cè)量還需要的器材有 ________________. (2)需要直接測(cè)量的數(shù)據(jù) ___________________. (3)需要驗(yàn)算的表達(dá)式如何表示 ? 答案 :見解析 第 25頁(yè) 第 25頁(yè) 共 48 頁(yè)
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