普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書—物理（選修3－5）[人教版]實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量生活中的碰撞現(xiàn)象慧星與木星相撞微觀粒子之間由于相互碰撞而改變狀態(tài)，甚至使得一種粒子轉(zhuǎn)化為其他粒子。一、觀察實(shí)驗(yàn)、提出問題思考：碰撞前后會(huì)不會(huì)有什么物理量保持不變？可能存在什么樣的數(shù)學(xué)關(guān)系式問題起因

大量事實(shí)表明，A、B兩物體碰撞后，速度發(fā)生了變化，當(dāng)改變A、B兩物體的質(zhì)量時(shí)，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(jiǎn)單的碰撞情形：A、B兩物體碰撞前后沿同一條直線運(yùn)動(dòng)，即一維碰撞。探究目標(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(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體碰撞前后的速度的測(cè)量方法；3、掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法。實(shí)驗(yàn)思路1、建立模型：實(shí)驗(yàn)必須保證碰撞是一維的，即兩個(gè)物體在碰撞之前沿同一直線運(yùn)動(dòng)，碰撞之后還沿同一直線運(yùn)動(dòng)，且方向同向?yàn)檎?，反向?yàn)樨?fù)；2、用天平測(cè)量物體的質(zhì)量；3、怎樣測(cè)量?jī)蓚€(gè)物體在碰撞前后的速度？測(cè)速原理1

光電門測(cè)速：測(cè)出滑塊經(jīng)過光電門的時(shí)間t，則滑塊勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v=L/t氣墊導(dǎo)軌碰撞滑塊光電門L

單擺測(cè)速：設(shè)擺繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，測(cè)出擺角θ和β，機(jī)械能守恒可得速度為橡皮泥θβ保證兩繩等長(zhǎng)測(cè)速原理2橡皮泥

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速：測(cè)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離⊿X，可得速度為v=⊿X/⊿t測(cè)速原理3

頻閃照片測(cè)速：分析頻閃照片中A、B滑塊碰撞前后的位置情況，設(shè)頻閃時(shí)間間隔為⊿t，可得速度為vA=XA/⊿t測(cè)速原理4hh斜槽末端切向水平

平拋測(cè)速：測(cè)出碰撞前后各球落點(diǎn)到O間的距離XOP、XOM、XON，各球空中運(yùn)動(dòng)時(shí)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(diǎn)確定：測(cè)速原理5平拋測(cè)速的其他方案需測(cè)球的直徑測(cè)速原理5碰撞可能有很多情形1、兩個(gè)質(zhì)量相同的物體相碰撞，兩個(gè)質(zhì)量相差懸殊的物體相碰撞。2、兩個(gè)速度大小相同、方向相反的物體相碰撞，一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體與一個(gè)靜止物體相碰撞。3、碰撞時(shí)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。二、我們的猜想三、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)怎么組裝？實(shí)驗(yàn)的程序,即實(shí)驗(yàn)步驟是什么？怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、分析與處理？怎樣設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表格?

對(duì)比、探究、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，如何設(shè)計(jì)一個(gè)直觀、方便的表格也是成功的關(guān)鍵所在。

頻閃照片測(cè)速：分析頻閃照片中A、B滑塊碰撞前后的位置情況，設(shè)頻閃時(shí)間間隔為⊿t，可得速度為vA=XA/⊿t例碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1=V2=mvm1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m四、數(shù)據(jù)分析、解決問題實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)探究表明，A、B兩物體碰撞前后的不變量為：課堂練習(xí)1、如圖所示，利用氣墊導(dǎo)軌和光電門研究碰撞中的不變量，已知光電門的寬度為L(zhǎng)，兩滑塊質(zhì)量分別為mA和mB,開始時(shí)滑塊A和B相向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過光電門的時(shí)間各自為⊿tA和⊿tB，碰撞后，滑塊B和A先后以⊿tB’和⊿tA’

經(jīng)過右側(cè)光電門，如果實(shí)驗(yàn)中測(cè)出碰撞前后兩滑塊的質(zhì)量和速度乘積之和保持不變，則可用題中條件寫出所滿足的關(guān)系式是________________________________________5、在探究碰撞中的不變量的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要測(cè)量的物理量有（）A、入射小球和被碰小球的質(zhì)量B、入射小球和被碰小球的直徑C、斜槽軌道的末端距地面的高度D、入射球滾下到拋出時(shí)的高度差E、入射球末碰撞時(shí)飛出的水平距離F、入射球和被碰球碰撞后飛出的水平距離ABEF課堂練習(xí)

我們的收獲是什么？猜想設(shè)計(jì)方案實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

交流評(píng)估