實驗：探究碰撞中的不變量

1、一、實驗：探究碰撞中的不變量【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1了解生產(chǎn)、生活中的碰撞現(xiàn)象；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、后速度的測量方法；3掌握實驗數(shù)據(jù)處理的方法；4根據(jù)實驗?zāi)康脑O(shè)計案例并要求掌握不同案例的原理和方法?！拘轮A(yù)習(xí)】（一）一維碰撞實驗中首要的問題是如何保證發(fā)生_碰撞，即如何保證碰撞前后兩物體始終在_運動（二）碰撞中與物體的運動有關(guān)的物理量碰撞中與物體的運動有關(guān)的物理量是_和_，其中_一定是不變的，而_是變化的如果速度與設(shè)定的正方向一致，速度取_值，否則取_值。猜想碰撞中可能的不變量有：一個物體的質(zhì)量與_的乘積；兩物體各自的質(zhì)量與自己_乘積之和；兩物體各自的

2、質(zhì)量與自己_乘積之和；兩物體各自的速度與自己質(zhì)量之比的和等等（三）碰撞有多種情形碰撞有多種情形，互相碰撞的兩個物體，碰后可能_，也可能粘在一起，要尋找的不變量必須在各種情況下都_，以保證得出的結(jié)論具有普遍性。【問題探究】探究一：利用氣墊導(dǎo)軌探究碰撞中的不變量 如圖所示，是用氣墊導(dǎo)軌實驗探究碰撞中的不變量的實驗裝置，遮光片D在運動過程中的遮光時間t被光電計時器自動記錄下來某實驗小組在用“氣墊導(dǎo)軌實驗探究碰撞中的不變量”的實驗中，滑塊1和滑塊2質(zhì)量分別為m10.240 kg、m20.220 kg，滑塊1運動起來，向著靜止在導(dǎo)軌上的滑塊2撞去，碰撞之前滑塊1的擋光片經(jīng)過光電門時，光電計時器記錄下來的

3、時間t110.7 ms.碰撞之后，滑塊1和滑塊2粘連在一起，擋光片通過光電門的時間t214.3 ms，已知兩滑塊上的擋光板的寬度都是x3 cm，問：(1)碰撞前后兩滑塊各自的質(zhì)量與速度乘積之和相等嗎？即m1v1m2v2m1v1m2v2成立嗎？(2)碰撞前后兩滑塊各自的質(zhì)量與速度平方乘積之和相等嗎？即m1v m2vm1v m2v成立嗎？例1在用氣墊導(dǎo)軌探究碰撞中不變量的實驗中，如圖所示是實驗過程中連續(xù)拍下的三幅閃光照片，閃光頻率是10 Hz, a、b兩滑塊的質(zhì)量分別是ma0.2 kg，mb0.1 kg，標(biāo)尺的最小刻度是毫米，請根據(jù)閃光照片探究碰撞前后的不變量 探究二：利用碰撞裝置探究碰撞中的不變

4、量利用如圖所示的實驗裝置，可探究碰撞中的不變量，由于小球的下落高度是定值，所以，小球落在地面上的水平位移就代表了平拋運動時水平初速度的大小，這樣碰前速度和碰后速度就可以用平拋運動的水平位移來表示了(1)為了盡量準(zhǔn)確找到碰撞中的不變量，以下要求正確的是_A入射球的半徑應(yīng)該大于被碰球的半徑B入射球的半徑應(yīng)該等于被碰球的半徑C入射球每次應(yīng)該從斜槽的同一位置由靜止滑下D斜槽末端必須是水平的(2)關(guān)于小球的落點，正確的是_A如果小球每次從斜槽的同一位置由靜止滑下，重復(fù)幾次的落點一定是完全重合的B由于偶然因素存在，重復(fù)操作時小球的落點不會完全重合，但是落點應(yīng)當(dāng)比較密集C測定落點P的位置時，如果幾次落點的位

5、置分別為P1、P2、Pn，則落點的平均位置OPD測定落點的位置時，盡可能用最小的圓把各個落點圈住，這個圓的圓心位置就是小球落點的平均位置(3)若已知入射小球與被碰小球的質(zhì)量之比為m1m283，OP20 cm，PN16 cm，則OM的值大約應(yīng)該等于多少本實驗才算達(dá)到實驗?zāi)康?？?如圖所示，為了探究碰撞中的不變量，將一只用細(xì)線系住的被壓縮彈簧夾在甲、乙兩個木塊之間，整個裝置放在水平的、足夠大的桌面上準(zhǔn)備一盒火柴，用于燒斷細(xì)線之用(1)這個實驗，還需用的一件器材是_(2)若木塊的材料相同，甲、乙質(zhì)量之比為12，則燒斷細(xì)線后，甲和乙在桌面上滑動的距離之比大約為41 ，在相互作用前后質(zhì)量與速度的乘積發(fā)生

6、變化了嗎？答：_.探究三：利用光滑長木板、小車、打點計時器等器材探究碰撞中的不變量如圖甲所示，水平放置的光滑長木板上有A、B兩個小車，質(zhì)量分別是0.3 kg和0.1 kg.A車的車尾拉著紙帶，A車以某一速度與靜止的B車碰撞，碰后兩車粘在一起共同向前運動碰撞前后打點計時器打下的紙帶如圖乙所示根據(jù)這些數(shù)據(jù)，請猜想：對于兩小車組成的系統(tǒng)，什么物理量在碰撞前后是相等的？【課內(nèi)達(dá)標(biāo)】1在利用氣墊導(dǎo)軌探究碰撞中的不變量實驗中，哪些因素可導(dǎo) 致實驗誤差增大()A導(dǎo)軌安放不水平 B小車上擋光板傾斜C兩小車質(zhì)量不相等 D兩小車碰后連在一起2在光滑的水平面上，質(zhì)量為m1的小球A以速率v0向右運動。在小球的前方O點處有一質(zhì)量為m2的小球B處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示