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1、第十六章动量守恒定律第一节 实验：探究碰撞中的不变量学习目标1. 明确探究碰撞中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撞前后的速度的测量方法.3. 掌握实验数据处理的方法.合作探究一、实验的基本思路1、一维碰撞： 两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后 ,这种碰撞叫做一维碰撞。2、 追寻不变量：在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的 和物体的，设两个物体的质量分别为 ，碰撞前它们速度分别为 碰撞后的速度分别为 ;规定某一速度方向为正，碰撞前后速度的变化和物体的质量m的关系，我们可以做如下猜测：(1) miw m2v2 = miVi m2v2(2) m1v2 m2vf
2、= m1v12 m2v22(3) 肛上亠上m1 m2 m1 m2分析:碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”.必须在各种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们追寻的不变量.猜测结果：二、实验条件的保证、实验数据的测量1、 实验必须保证碰撞是一维的， 即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿 同一直线运动；2、 用测量物体的质量；3、测量物体的速度可以有哪些方法？测速方案1光电门测速滑块上安装挡光板，挡光板有一定的宽度，设为L.气垫导轨上安装有光控幵关，并与计时装置相连，构成光电计时装置。当挡光板穿入时，将光挡住幵始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录
3、的时间为 t，则滑块相当于在L的位移上运动了时间t，所以滑块匀速运动的速度v=后一个小球，放下的的速度测速方案2摆球测速把两个小球用长为L的线悬起来，一个小球静 止，拉起另;测量被撞小球摆起的角度 B，从而算出被撞时它们相碰。可以测量小球被拉起的角度a，从而算出落下时测速方案3打点计时器测速将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。让V'=小车A运动，小车B静止。在两小车 的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡 皮泥中，把两个小车连接成一体 （如课本图16.1-5），通过纸带测出它们碰撞前后的速度。测速方案4-平抛测速设重垂线所指的位置为O,入射小
4、球未发生碰撞时的落地点为P,发生碰撞时入射小球落地点的平均位置为M,被碰小球落地点的平均位置为 N,以小球的落地时间为单位，可以用0MOP ON的长度表示相应的速度。当堂训练：1、在课本参考案例（二）中，下列说法正确的是（）A .悬挂两球的细绳 长度要适当，且等长B .由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度C .两小球必须都是钢性球，且质量相同D .两小球碰后可以粘合在一起共同运动2、 某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞中的不变量的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥，使小车A做匀速运动，然后与原来静止的小车 B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动。他 设计的具体装置如图所示，在小车后连接着纸带
5、，电磁打点计时器使用的电源频率为50Hz,长木板垫着小木片以平衡摩擦力。（1）若已得到打点纸带如图所示，并测得各计数点间距（标在图上）oA为运动起点，则应该选 择段来计算小车A碰前的速度，应选择段来计算小车A和小车B碰后的共同速度。（以上空格均选填“ AB' “ BC “ CD'或“ DE'） 已测得小车A的质量m=0.40kg,小车B的质量 m=0.20kg,由以上测量结果可得碰前 mAvA - mBvB 二kg m/s碰后 mAvA, mBVB，=kg m/s（保留三位有效数字）3、 （ 1）在利用平抛测速时，为了尽量准确找到碰撞中的不变量，以下要求正确的是（）A.
6、 入射小球的半径应该大于被碰小球的半径B. 入射小球的半径应该等于被碰小球的半径C. 入射小球每次应该从斜槽的同一位置由静止滑下D. 斜槽末端必须是水平的（2）关于小球的落点，正确的是（）A. 如果小球每次从斜槽的同一位置由静止滑下，重复几次的落点一定是完全重合的B. 由于偶然因素存在，重复操作时小球的落点不会完全重合，但是落点应当比较密集C. 测定落点P的位置时，如果几次落点的位置分别为R、P2、Pn,则落点的平均位置 OPi十0卩2十+0Pnop nD. 尽可能用最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置就是小球落点的平均位置（3）若已知入射小球与被碰小球的质量之比为m1: m2 =8: 3 ,OP=20cm,PN=16cn则0M的值大约等于多少，本实验才算达到实验目的？4、 有两个小球a、b在水平桌面上发生碰撞，在满足下列条件时能够发生一维碰撞的是（ ）A. 小球a静止，另一个小球b经过a球时刚好 能擦到a球的边缘B. 小球a静止，另一个小球b沿着a、b两球球心连线去碰 a球C. 相碰时，相互作用力的方向沿着球心连线D. 相碰时，相互作用力的方向与两球相碰之前的速度方向都在同一条直线上