【高中物理】实验：验证动量守恒定律之人船模型课件 高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.pptx

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1、1.4实验：验证动量守恒定律实验：验证动量守恒定律一、碰撞及其引发的思考一、碰撞及其引发的思考1.生活中的碰撞现象生活中的碰撞现象1）台球碰撞）台球碰撞2）两节火车厢间的挂钩靠碰撞）两节火车厢间的挂钩靠碰撞3）微观粒子之间碰撞微观粒子之间碰撞4)冰面互推冰面互推2.碰撞的情形碰撞的情形1）一维碰撞：）一维碰撞：两个物体碰撞前沿两个物体碰撞前沿同一直线运动同一直线运动，碰撞，碰撞后仍沿后仍沿同一直线运动同一直线运动。这种碰撞叫做。这种碰撞叫做一维碰撞一维碰撞。2）3.对碰撞的观察和思考对碰撞的观察和思考1）实验）实验1：两个质量相同的钢球碰撞两个质量相同的钢球碰撞结论：速度不变（交换速度）结论：

2、速度不变（交换速度）问：不变量一定是速度吗？问：不变量一定是速度吗？实验实验2：两个质量不相同的钢球碰撞两个质量不相同的钢球碰撞2）现象：）现象：碰撞后速度都变化，质量不同时，速度变化碰撞后速度都变化，质量不同时，速度变化不同不同3）思考：）思考：碰撞过程中有不变的量吗？碰撞过程中有不变的量吗？4）猜想：）猜想：5)结论：结论：不变量与质量不变量与质量m和速度和速度v都有关系都有关系一、碰撞及其引发的思考一、碰撞及其引发的思考一、碰撞及其引发的思考一、碰撞及其引发的思考一般动能一般动能不守恒不守恒5.认识碰撞的复杂性：认识碰撞的复杂性：1）碰撞的情形：）碰撞的情形：一维碰撞，二维碰撞一维碰撞，

3、二维碰撞.2）质量的情形：）质量的情形：相同质量、不同质量相同质量、不同质量3）速度情形）速度情形:速度方向同向、反向、不共线速度方向同向、反向、不共线4）碰撞结果：）碰撞结果：速度反向，碰后黏在一起速度反向，碰后黏在一起.一、碰撞及其引发的思考一、碰撞及其引发的思考二、探究实验二、探究实验7.过程：取过程：取m1=m21）交换速度型：）交换速度型：2）反向分开型：）反向分开型：3）碰撞粘结型：）碰撞粘结型：9.结论：结论：在误差允许的范围内，系统的在误差允许的范围内，系统的mv之和不变之和不变二、探究实验二、探究实验方法一：利用气垫导轨：方法一：利用气垫导轨：二、实验方法二、实验方法方法方法

4、二：摆球测速：二：摆球测速：实验装置如图所示。实验装置如图所示。把两个小球用线悬起来，一个把两个小球用线悬起来，一个小球静止，拉起另一个小球，放下小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰。时它们相碰。可以测量小球被拉起的角度，可以测量小球被拉起的角度，从而算出落下时的速度；测量被撞从而算出落下时的速度；测量被撞小球摆起的角度，从而算出被撞后小球摆起的角度，从而算出被撞后的速度的速度方法三：方法三：用小车研究碰撞用小车研究碰撞 将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打打点计时器点计时器，连在小车的后面。让小车，连在小车的后面。让小车A A运动，小

5、车运动，小车B B静止。静止。在两小车的碰撞端分别装上在两小车的碰撞端分别装上撞针撞针和和橡皮泥橡皮泥，碰撞时撞针插，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个小车连接成一体入橡皮泥中，把两个小车连接成一体(如上图如上图)。通过纸带。通过纸带测出它们碰撞前后的速度。测出它们碰撞前后的速度。微观粒微观粒子之间由于子之间由于相互碰撞而相互碰撞而改变状态，改变状态，甚至使得一甚至使得一种粒子转化种粒子转化为其他粒子为其他粒子h hh h斜槽末端切斜槽末端切斜槽末端切斜槽末端切向水平向水平向水平向水平 平抛测速：测出碰撞前后各球落点到平抛测速：测出碰撞前后各球落点到平抛测速：测出碰撞前后各球落点到平抛测速：测出碰

6、撞前后各球落点到O O O O间的距间的距间的距间的距离离离离X X X XOPOPOPOP、X X X XOMOMOMOM、X X X XONONONON，各球空中运动时间均相同，设为，各球空中运动时间均相同，设为，各球空中运动时间均相同，设为，各球空中运动时间均相同，设为t t t t，可得速度为，可得速度为，可得速度为，可得速度为v v=X=XOPOP/t t 为防止碰撞中为防止碰撞中为防止碰撞中为防止碰撞中A A A A球球球球反弹，有反弹，有反弹，有反弹，有m mm mA A A Am mm mB B B B落点确定：落点确定：落点确定：落点确定：测速原理测速原理5 5平抛测速的其他

7、方案平抛测速的其他方案需测球的直径需测球的直径需测球的直径需测球的直径测速原理测速原理5 5二、二、平均动量守恒平均动量守恒(人船模型人船模型)如图所示，长为如图所示，长为L L的船静止在平静的水面上，立于船头的的船静止在平静的水面上，立于船头的人的质量为人的质量为m m，船的质量为，船的质量为M M，不计水的阻力，人从船头，不计水的阻力，人从船头走到船尾的过程中，问船对地面的位移为多大？走到船尾的过程中，问船对地面的位移为多大？例例3 3：载人的气球原来静止在离地面高为：载人的气球原来静止在离地面高为h h的空中，气球质量为的空中，气球质量为M M，质量为，质量为m m的人要的人要沿气球上的

8、绳梯安全着地，如图所示，沿气球上的绳梯安全着地，如图所示，则绳梯长度至少为多长？则绳梯长度至少为多长？解：解：以人和气球为系统，在人沿绳梯着地的过程中动以人和气球为系统，在人沿绳梯着地的过程中动量守恒，即：量守恒，即：（s为气球上升位移）为气球上升位移）解得：解得：所以绳的总长为：所以绳的总长为：变式变式3 3：如图，：如图，B B为光滑斜面，质量为为光滑斜面，质量为M M，倾角，倾角，斜面长，斜面长为为S S，一个物体，一个物体A A，质量为，质量为m m，由斜面顶端自由下滑，求当，由斜面顶端自由下滑，求当A A物体滑到斜面底端时，斜面移动的距离物体滑到斜面底端时，斜面移动的距离x=x=。（设水平面光滑）。（设水平面光滑）解析：解析：物体物体A A和斜面和斜面B B系统在水系统在水平方向动量守恒，则有：平方向动量守恒，则有：解得：解得：x xs scos-x-x例例3 3：在沙堆上有一木块，：在沙堆上有一木块，M=5Kg,M=5Kg,木块上放一爆木块上放一爆竹，质量为竹，质量为m=0.10Kg,m=0.10Kg,点燃后木块陷入沙中点燃后木块陷入沙中5cm,5cm,若沙对木块运动的阻力恒为若沙对木块运动的阻力恒为58N58N，不计火药质量，不计火药质量和空气阻力，求爆竹上升的最大高度？和空气阻力，求爆竹上升的最大高度？h=20m