追尋碰撞中的不變量第一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三

第十六章動量守恒定律1實驗：探究碰撞中的不變量【知識目標(biāo)】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．【重點、難點】1、碰撞中的不變量的探究；2、實驗數(shù)據(jù)的處理．第二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三碰撞是日常生活、生產(chǎn)活動中常見的一種現(xiàn)象，兩個物體發(fā)生碰撞后，速度都發(fā)生變化．兩個物體的質(zhì)量比例不同時，它們的速度變化也不一樣．物理學(xué)中研究運動過程中的守恒量具有特別重要的意義，本節(jié)通過實驗探究碰撞過程中的什么物理量保持不變(守恒)．第三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三1、一維碰撞我們只研究最簡單的情況——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．實驗探究的基本思路第四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三

如圖所示，A、B是懸掛起來的鋼球，把小球A拉起使其懸線與豎直線夾一角度a，放開后A球運動到最低點與B球發(fā)生碰撞，碰后B球擺幅為β角．如兩球的質(zhì)量mA=mB，碰后A球靜止，B球擺角β=α，這說明A、B兩球碰后交換了速度；如果mA>mB，碰后A、B兩球一起向右擺動；如果mA<mB，碰后A球反彈、B球向右擺動．以上現(xiàn)象說明A、B兩球碰撞后，速度發(fā)生了變化，當(dāng)A、B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．第五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三

2．追尋不變量在一維碰撞的情況下與物體運動有關(guān)的量只有物體的質(zhì)量和物體的速度．設(shè)兩個物體的質(zhì)量分別為m1、m2，碰撞前它們速度分別為v1、v2，碰撞后的速度分別為v1’、v2’．規(guī)定某一速度方向為正．碰撞前后速度的變化和物體的質(zhì)量m的關(guān)系，我們可以做如下猜測：第六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三①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．第七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三1．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;2．用天平測量物體的質(zhì)量；3．測量兩個物體在碰撞前后的速度．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(dá)到實驗?zāi)康暮涂刂茖嶒灄l件．實驗條件的保證、實驗數(shù)據(jù)的測量第八頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三用氣墊導(dǎo)軌做碰撞實驗第九頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三圖中滑塊上紅色部分為擋光板，擋光板有一定的寬度，設(shè)為L．氣墊導(dǎo)軌上黃色框架上安裝有光控開關(guān)，并與計時裝置相連，構(gòu)成光電計時裝置．當(dāng)擋光板穿入時，將光擋住開始計時，穿過后不再擋光則停止計時，設(shè)記錄的時間為t，則滑塊相當(dāng)于在L的位移上運動了時間t，所以滑塊勻速運動的速度v=L/t．參考案例一中測速原理第十頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三將打點計時器固定在光滑桌面的一端，把紙帶穿過打點計時器，連在小車的后面。讓小車A運動，小車B靜止。在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，把兩個小車連接成一體(如上圖)。通過紙帶測出它們碰撞前后的速度。用小車研究碰撞第十一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1’=V2’=mvm1v1+m2v2=M1v’1+m2v’2=mv2m1v12+m2v22=M1v’12+m2v’22=v/m實驗記錄及分析(a-1)第十二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1=V2=mvm1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m實驗記錄及分析(a-2)第十三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1=V2=mvm1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m實驗記錄及分析(a-3)第十四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1=V2=mvm1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m實驗記錄及分析(b)第十五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1=V2=mvm1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m實驗記錄及分析—(c)第十六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三將打點計時器固定在光滑桌面的一端，把紙帶穿過打點計時器，連在小車的后面。讓小車A運動，小車B靜止。在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，把兩個小車連接成一體(如上圖)。通過紙帶測出它們碰撞前后的速度。用小車研究碰撞第十七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三小結(jié)基本思路(一維碰撞)