實驗-探究碰撞中的不變量教材

生活中的各種碰撞現(xiàn)象實驗：探究碰撞中的不變量探究目標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；3、掌握實驗數(shù)據(jù)處理的方法。

大量事實表明，A、B兩物體碰撞后，速度發(fā)生了變化，當改變A、B兩物體的質(zhì)量時，速度變化的情況也有所不同。那么，碰撞前后存在什么不變量呢？最簡單的碰撞情形：A、B兩物體碰撞前后沿同一條直線運動，即一維碰撞。

碰撞前后速度V的變化和物體的質(zhì)量m的關(guān)系，可以做如下猜測：猜想：實驗思路1、建立模型：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，且方向同向為正，反向為負；2、用天平測量物體的質(zhì)量；3、怎樣測量兩個物體在碰撞前后的速度？測速原理1

光電門測速：測出滑塊經(jīng)過光電門的時間t，則滑塊勻速運動的速度為v=L/t氣墊導軌碰撞滑塊光電門L

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θβ保證兩繩等長測速原理2橡皮泥

打點計時器測速：測出相鄰計數(shù)點間的距離⊿X，可得速度為v=⊿X/⊿t測速原理3用天平測出輛小車的質(zhì)量（包括撞針或橡皮泥）固定打點計時器，連好電路。平衡摩擦力做實驗改變質(zhì)量，重做實驗數(shù)據(jù)記錄與處理：hh斜槽末端切向水平

平拋測速：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⊿t，可得速度為v=XOP/⊿t

為防止碰撞中A球反彈，有mA＞mB落點確定：測速原理4注意：5、用正確的方法從落點的痕跡找出落點的位置；3、實驗中不需要測量時間，也不需要測量桌面的高度；4、能正確判斷小球碰撞前后的落點(m1>m2);1、斜槽末端的切線要水平；2、從同一高度釋放小球；OPMN天平、刻度尺、重垂線碰撞可能有很多情形1、兩個質(zhì)量相同的物體相碰撞，兩個質(zhì)量相差懸殊的物體相碰撞。2、兩個速度大小相同、方向相反的物體相碰撞，一個運動物體與一個靜止物體相碰撞。3、碰撞時可能中間通過彈簧接觸，碰后分開，碰后也可能粘在一起不再分開……

尋找的不變量：必須在各種碰撞的情況下都不改變。實驗分析實驗分析實驗分析實驗分析實驗結(jié)果

實驗探究表明，A、B兩物體碰撞前后的不變量為：1、某同學利用如圖所示的裝置探究碰撞中的不變量，則（1）下列說法正確的是()A．懸掛兩球的細繩長度要適當，且等長B．由靜止釋放小球以便較準確地計算小球碰前的速度C．兩小球必須都是鋼性球，且質(zhì)量相同D．兩小球碰后可以粘合在一起共同運動ABD課堂練習2、某同學設(shè)計了一個用打點計時器探究碰撞中的不變量的實驗：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，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力。(1)若已得到打點紙帶如圖所示，并測得各計數(shù)點間距標在圖上，A為運動起始的第一點，則應(yīng)選_______段來計算A的碰前速度，應(yīng)選______段來計算A和B碰后的共同速度(以上兩格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)。(2)已測得小車A的質(zhì)量m1=0.40kg，小車B的質(zhì)量m2=0.20kg,由以上測量結(jié)果可得碰前總動量為_____kg·m/s，碰后總動量為______kg·m/sBCDE0.4200.417課堂練習3、在《探究碰撞中的不變量》的實驗中，(1)用游標卡尺測量直徑相同的入射球與被碰球的直徑，測量結(jié)果如圖(a)所示，該球直徑為________cm；(2)實驗中小球的落點情況如圖(b)所示。