高中物理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預(yù)習(xí)導(dǎo)航學(xué)案新人教版選修3-5

1、第一節(jié)實驗：探究碰撞中的不變量預(yù)習(xí)導(dǎo)航1 .實驗?zāi)康?1)明確探究物體碰撞中的不變量的基本思路。(2)探究一維碰撞中的不變量。2 .實驗原理(1)探究思路：一維碰撞：兩個物體碰撞前沿同一直線運動,碰撞后仍沿這一直線運動,這種碰撞叫作一維碰撞。追尋不變量：在一維碰撞的情況下，設(shè)兩個物體的質(zhì)量分別為m、m2,碰撞前的速度分別為VI、V2,碰撞后的速度分別為V1'、V2'，如果速度與我們規(guī)定的正方向一致，取正值，相反取負值，依次研究以下關(guān)系是否成立：a. mvi+m2V2=mvi'+mw2'；,22,2,2b. mvi+m2V2=mvi+mw2;V1V2_ViV2c.

2、 Omm2m1m2探究以上各關(guān)系式是否成立，關(guān)鍵是準確測量和計算碰撞前與碰撞后的速度V1、V2、V1'、V2。(2)實驗方案設(shè)計:方案一：用氣墊導(dǎo)軌完成兩個滑塊的一維碰撞。實驗裝置如圖所示:質(zhì)量的測量：用天平測量質(zhì)量。速度的測量：利用公式v=二，式中Ax為滑塊(擋光片)的寬度，At為計時器t顯示的滑塊(擋光片)經(jīng)過光電門所對應(yīng)的時間。利用在滑塊上增加重物的方法改變碰撞物體的質(zhì)量。實驗方法：甲乙丙a.用細線將彈簧片壓縮，放置于兩個滑塊之間，并使它們靜止，然后燒斷細線，彈簧片彈開后落下，兩個滑塊隨即向相反方向運動（圖甲）。b.在兩滑塊相碰的端面上裝上彈性碰撞架（圖乙），可以得到能量損失很小

3、的碰撞。c.在兩個滑塊的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥，碰撞時撞針插入橡皮泥中，把兩個滑塊連成一體運動（圖丙），這樣可以得到能量損失很大的碰撞。方案二：利用迷運線懸掛等大的小球?qū)崿F(xiàn)一維碰撞。實驗裝置如圖所示：質(zhì)量的測量：用天平測量質(zhì)量。速度的測量：可以測量小球被拉起的角度，根據(jù)機械能守恒定律算出小球碰撞前對應(yīng)的速度；測量碰撞后兩小球分別擺起的對應(yīng)角度，根據(jù)機械能守恒定律算出碰撞后對應(yīng)的兩小球的速度。不同碰撞情況的實現(xiàn)：用貼膠布的方法增大兩小球碰撞時的能量損失。方案三：利用小車在光滑長木板上碰撞另一輛靜止的小車實現(xiàn)一維碰撞。實驗裝置如圖所示:質(zhì)量的測量：用天平測量質(zhì)量。速度的測量：v=式中Ax是紙帶上兩計數(shù)點間的距離，可用刻度尺測量；At為小車經(jīng)過Ax所用的時間，可由打點間隔算出。這個方案適合探究碰撞后兩物體結(jié)合為一體的情況。碰撞的實現(xiàn)：兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥。碰撞時，撞針插入橡皮泥中，兩小車連在一起運動。3.實驗器材方案一：氣墊導(dǎo)軌、光電計時器、天平、滑塊兩個（帶擋光片）、重物、彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥等。萬案一：帶細線的小球（兩套）、