§161实验探究碰撞中的不变量

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1、§16.1实验：探究碰撞中的不变量（陈水兵2014、4、11）【学习目标】:1、明确探究碰撞屮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掠前后的速度的测量方法.3、掌握实验数据处理的方法.【自主学习】:1、生活中碰撞是复朵多样的，我们从最简单的碰撞着手，即两物体在碰撞询后均在，如果物体的速度少规定的正方向一-致取值，否则収值。2、在探究碰撞屮的导恒最过程中必须注意以下四个问题：①不变最必须在各种碰撞屮都；②物体的质量可用进行测量；③实验屮必须保证物体碰撞前后的速度方向在同一条上；④正确设计,合理的处理实

2、验o3、课本上三个实验方案可任选一•种，通过实验可知碰撞过程中的物体的少的乘积是不变量，这也是大量的实验为事实的观察到得的结论【合作探究】：一、实验目的71探究一维碰撞小，碰撞前后描述物体运动状态的物理量砲、加、需筹哪一个是守恒的.二、实验原理在一维碰撞中，与物体运动有关的物理量只有物体的质量和物体的速度，为找到碰撞屮的不变量，首先进行合理猜测（例如：物体的质量与其速度的乘积〃e是不是不变量？物体的质量与其速度的二次方的乘积加O2是不是不变量？物体的速度与自己质量的比值专是不是不变量？），然后设计碰撞实验，测出物体的

3、质量和碰撞前后物体的速度，对猜测进行验证，从而得到碰撞中的守恒量.三、探究：方案一：利用气垫导轨实现一维碰撞（1）质量的测虽：用天平测量.（2）速度的测站心鈴，式中心为滑块（挡光片）的宽度，d为数字计吋器显示的滑块（挡光片）经过光电门的时间.（3）各利「碰撞情景的实现：利用弹费片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥设计各种类型的碰撞，利用滑块上加璽物的方法改变碰撞物体的质呈：.方案二：利用等长悬线悬挂等大小球实现一维碰撞.如图16—1—1所示.⑴质量的测量：用天平测量.(2)速度的测量：可以测量小球被拉起的角度，从

4、而算出碰撞前对应小球的速度;测屋碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度.(3)不同碰撞情况的实现：用贴胶如的方法增大两球碰撞时的能量损失.方案三：利用小车在光滑桌面上碰撞另一静止小车实现一维碰撞(1)质量的测量：用犬平测量.A_r(2)速度的测最：耸，心是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测最.△/为小车经过心所用的时间，可由打点间隔算出.(3)碰撞的实现：两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥.三、实验器材方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥.方案二：带

5、细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量用器、坐标纸、胶布等.方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥.不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下：1.用天平测相关质量.2.安装实验装置.3.使物体发牛碰撞.4.测量或读出相关物理量，计算有关速度，记入表中(见下表).5.改变碰撞条件，重复步骤3、4.6.整理器材，结束实验.五、数据处理1.将上述记录的数据进行数据处理，填入表格，通过分析比较找出碰撞中的守恒量.实验情景探究量质量速度mvmv2Vm碰撞前加1VtnV+

6、miV2mV^+ni2V2可+血mini2V2碰掠后mO'mV9+牝。21mVr2+12加2。2fVi1+©'m

7、m2m2V2r2.实验结论:六、注意事项1.碰撞冇很多情形，我们寻找的不变量必须在各种碰撞悄况下都不改变才符合要求.1.保证两物体发牛:的是一维碰撞，即两个物体碰撞询沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动.2.若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平.3.若利用摆球进行实验，两小球静放时球心应在同一•水平线上，且刚好接触，摆线竖胃，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖肓面

8、内.七、误差分析1.碰撞是否为一维碰撞是产生谋差的一个原因，设计实验方案时应保证碰撞为一维碰撞.2.碰撞屮是否受其他力（如摩擦力）影响是带来课羌的又一个原因，实验屮要合理控制实验条件，避免除碰撞吋相互作用力外的其他力影响物体的速度.3.测量摆角、滑块宽度、计数点间距时的误差，特别是测摆角带來的误差授大小木片打点计时器橡皮泥小车00例1：某同学设计了一个川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4使Z做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并黏合成一体，继续做匀速直线运动，他设计

9、的具体装置如图16-1-2所示，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板下热着小木片用以平衡摩擦力.图16-1-2⑴若己得到打点纸带如图16-1-3所示，并测得各计数点间距离标在图上，A为运动起始的第一点，则应选段来计算A的碰前速度，应选段来计算人和B碰后的共同速度（填“BC”“CD”或“DE”•¥••••£••…•化•…〈