原創(chuàng)：1實驗：探究碰撞中的不變量探究式

第十六章動量守恒定律第一節(jié)實驗：探究碰撞中的不變量學(xué)習(xí)目標定位3、掌握實驗數(shù)據(jù)處理的方法1、明確探究碰撞中的不變量的基本思路2、掌握同一條直線上運動的兩個物體碰撞前后的速度的測量方法拳擊打網(wǎng)球臺球碰撞問題1：碰撞的過程遵守什么規(guī)律呢?問題1：碰撞的過程遵守什么規(guī)律呢?演示１：質(zhì)量相同的鋼球碰撞質(zhì)量相差較多的鋼球碰撞演示２：質(zhì)量?速度?結(jié)論：以上現(xiàn)象說明兩球碰撞后，速度發(fā)生了變化，當(dāng)兩球的質(zhì)量關(guān)系發(fā)生變化時，速度變化的情況也不同（碰撞過程中，速度的變化與質(zhì)量的大小有關(guān)）。

AB

m1m2

m1m2m1m2

AB問題２：什么是一維碰撞？問題探究３：一維碰撞前后那些量可能不變？做了怎樣的猜想？閱讀課本，回答下列問題兩個物體碰撞前沿同一直線運動，碰撞后仍沿同一直線運動。這種碰撞叫做一維碰撞。實驗思路實驗猜想

AB

m1m2

m1m2m1m2

AB①碰撞前后物體質(zhì)量不變，但質(zhì)量并不描述物體的運動狀態(tài)，不是我們追尋的“不變量”。②必須在各種碰撞的情況下都不改變的量，才是我們追尋的不變量。也許……問題３：一維碰撞前后那些量可能不變？做了怎樣的猜想？實驗猜想

AB

m1m2

m1m2m1m2

AB也許……問題４：如何處理矢量的方向呢？設(shè)定坐標軸正方向，與坐標軸方向一致，取正值，否則取負值。坐標軸正方向問題６：怎樣測量物體的質(zhì)量呢？問題５：實驗成功的條件是什么，如何保證？用天平測量物體的質(zhì)量；速度的測量：可以充分利用所學(xué)的運動學(xué)知識，如利用勻速運動、平拋運動，并借助于斜槽、氣墊導(dǎo)軌、打點計時器和紙帶等來達到實驗?zāi)康暮涂刂茖嶒灄l件。實驗必須保證碰撞是一維的即兩個物體在碰撞之前沿同一直線運動，碰撞之后還沿同一直線運動（對心碰撞）；問題７：怎樣測量物體的速度呢？測速原理1：光電門測速氣墊導(dǎo)軌碰撞滑塊光電門L擋光條測出滑塊經(jīng)過光電門的時間t，擋光條的寬度為L，

則滑塊勻速運動的速度為導(dǎo)軌水平橡皮泥θβ保證兩繩等長測速原理2：單擺測速

設(shè)擺繩長為L，測出擺角θ和β，機械能守恒可得速度為橡皮泥測出相鄰計數(shù)點間的距離Δx，

測速原理3：打點計時器測速可得速度為相鄰計數(shù)點間的時間Δt，光滑桌面通過平衡摩擦力獲得還有其他方案嗎？分析頻閃照片中A、B滑塊碰撞前后的位置情況，設(shè)頻閃時間間隔為Δ

t，可得速度為

測速原理4：頻閃照片測速hh斜槽末端切向水平測出碰撞前后各球落點到O間的距離xOP、xOM、xON，各球空中運動時間均相同，設(shè)為Δt，可得速度為為防止碰撞中A球反彈，有:mA＞mB落點確定：測速原理5：平拋測速

碰撞前碰撞后質(zhì)量(kg)m1=m2=m1=m2=

速度(m/s)

v1=

v2=

mvmv2需要考慮的問題444490363636180324224.593636243324224460-241212727203

碰撞前碰撞后質(zhì)量(kg)m1=m2=m1=m2=

速度(m/s)

v1=

v2=

mvmv2需要考慮的問題4242002-40048009663636324216如圖所示,利用氣墊導(dǎo)軌和光電門研究碰撞中的不變量,已知遮光片的寬度為L,兩滑塊質(zhì)量分別為mA和mB,開始時滑塊A和B相向運動,經(jīng)過光電門的時間各自為ΔtA和ΔtB，碰撞后，滑塊B和A先后以ΔtB′和ΔtA′經(jīng)過右側(cè)光電門，如果實驗中測出碰撞前后兩滑塊的質(zhì)量和速度乘積之和保持不變，則可用題中條件寫出所滿足的關(guān)系式是_____________________________

Ｌ課堂練習(xí)1

ABD

=1.4%

<4%保持不變最大誤差

解析課堂練習(xí)2T=0.02s

某同學(xué)設(shè)計了一個用打點計時器探究碰撞過程中不變量的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速運動．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)做勻速運動，他設(shè)計的具體裝置如圖所示．在小車A后連著紙帶，電磁打點計時器電源頻率為50Hz，測得小車A的質(zhì)量(包括橡皮泥)為310g，小車B的質(zhì)量為205g，計算可知，兩小車相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為_______kg·m/s；兩小車相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為_______kg·m/s(保留三位有效數(shù)字)。兩結(jié)果不完全相等的主要原因是______________________________________________0.6200.618

紙帶與打點計時器的限位孔及小車與木板間有摩擦。t2=7T=0.14st1=5T=0.10s小車的A速度

AB相碰并粘合成一體速度

mAv1=0.310×2

kg