实用文档
人教版物理选修3-5导学案
实用文档
【课 题】§16.1 实验:探究碰撞中的不变量导学案
【学习目标】 备课人:赵炳东
(1)明确探究碰撞中的不变量的基本思路;
(2)掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法; (3)掌握实验数据处理的方法。
【自主探究】
1.光滑桌面上有1、2两个小球。1球的质量为0.3Kg,以8m/s的速度跟质量为0.1kg的静止的2球碰撞,碰撞后2球的速度变为9m/s,1球的速度变为5m/s,方向与原来相同。根据这些数据,以上两项猜想是否成立:
(1)通过计算说明,碰撞后是否是1球把速度传给了2球? (2)通过计算说明,碰撞后是否是1球把动能传给了2球?
(3)请根据实验数据猜想在这次碰撞中什么物理量不变,通过计算加以验证。 6.水平光滑桌面上有A、B两个小车,质量分别是0.6k g和0.2kg.A车的车尾拉着纸带,A车以某一速度与静止的
B车发生一维碰撞,碰后两车连在一起共同向前运动.碰撞前后打点计时器打下的纸带如图所示.根据这些数据,请猜想:把两小车加在一起计算,有一个什么物理量在碰撞前后是相等的? 【典型例题】
A、B两滑块在同一光滑的水平直导轨上相向运动发生碰撞(碰撞时间极短)。用闪光照相,闪光4次摄得的闪光照片如下图所示。已知闪光的时间间隔为Δt,而闪光本身持续时间极短,在这4次闪光的瞬间,A、B两滑块均在0-80cm刻度范围内,且第一次闪光时,滑块A恰好通过x=55cm处,滑块B恰好通过x=70cm处,问: (1)碰撞发生在何处? (2)碰撞发生在第一次闪光后多长时间? (3)设两滑块的质量之比为mA:mB=2:3,试分
实用文档
析碰撞前后两滑块的质量与速度乘积之和是否相等?
【问题思考】
在探究碰撞中的不变量时,你认为在计算时怎样对待速度的方向?
【针对训练】
1.在“探究碰撞中的不变量”的实验中,为了顺利地完成实验,入射球质量为m1,被碰球质量为m2,二者关系应是( )
A.m1>m2 B.m1=m2 C. m1 2两球相向运动,发生正碰,碰撞后两球均静止,于是可以断定,在碰撞以前 ( ) A.两球的质量相等 B.两球的速度大小相同 C.两球的质量与速度的乘积之和的大小相等 D.以上都不能断定, 3.在“探究验证”的实验一中,若绳长L,球1、2分别由偏角α和β静止释放,则在最低点碰撞前的速度大小分别为________、_________。若碰撞后向同一方向运动最大偏角分别为α,和β,,则碰撞后两球的瞬时速度大小分别为___________、______________。 4.某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验: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,继续做匀速运动,他设计的具体装置如图所示.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. (1)若已得到打点纸带如图所示,并将测得的各计数点间距离标在图上,A点是运动起始的第一点,则应选________段来计算A的碰前速度,应选_______段来计算A和B碰后的共同速度(以上两格填“AB’’或“BC\或“CD\或\”). (2)已测得小车A的质量m1=0.40kg,小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得:碰 实用文档 前mAvA+mBvB=_____kg·m/s;碰后mAvA’+mBvB’=______kg·m/s.并比较碰撞前后两个小车质量与速度的乘积之和是否相等. 5.某同学用图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来寻找碰撞中的不变量,图中PQ是斜槽,QR为水平槽,实验时先使A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹,重复上述操作10次,得到10个落点痕迹,再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置C由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重复这种操作10次,图中O是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点,P, 为未放被碰小球B时A球的平均落点,M为与B球碰后A球的平均落点,N为被碰球B的平均落点.若B球落点痕迹如图乙所示,其中米尺水平放置,且平行于OP,,米尺的零点与O点对齐.(注意MA>MB) (1)碰撞后B球的水平射程应为_______cm (2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?答:_________ (填选项号). A.水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离 B.A球与B球碰撞后,测量A球落点位置到O点的距离 C.测量A球或B球的直径 D.测量A球和B球的质量 E.测量G点相对于水平槽面的高度 6.某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验;气垫导轨装置如图(a)所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通人压缩空气,压缩空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,如 实用文档 图(b)所示,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。 (1)下面是实验的主要步骤: ①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平; ②向气垫导轨通人压缩空气;③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器越过 弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;④滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;⑤把滑块2放在气垫导轨的中间;⑥先____,然后_______,让滑块1带动纸带一起运动;⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出较理想的纸带如下图所示:⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为310g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g;试完善实验步骤⑥的内容。 (2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,计算可知,两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为 kg·m/s;两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为______kg·m/s(保留三位有效数字)。 (3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是___________________________。 【典型例题】 .答案:(1)60cm(2)Δt/2(3)碰撞前后两滑块的质量与速度乘积之和相等. 【针对训练】 1.D 2.C3. [2gl(1-cosα)]1/2 [2gl(1-cosβ)]1/2 [2gl(1-cosα/)]1/2 、 [2gl(1-cosβ/)]1/2 4. [解析] (1)小车A碰前做匀速直线运动,打在纸带上的点应该是间距均匀的,故计算小车碰前速度应选BC段;CD段上所打的点由稀变密;可见在CD段A、B两小车相互碰撞.A、B撞后一起做匀速运动,所打出的点又应是间距均匀的.故应选DE段计算碰后速度.
人教版物理选修3-5全册导学案(共62页)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)