探究碰撞中的不变量学案

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1、胶布、撞针、橡②速度的计算:v=Ax1.实验：探宄碰撞中的不变量一、实验目的1.明确探宄碰撞中的不变量的基本思路.2.探宂一维碰撞中的不变量.二、方案设计.方案1:利用4垫导轨绍合光击门.①所需测量量：滑块（挡光板）的宽度滑块（挡光板）经过光电门的时间△/.②速度的计算：-③碰撞情景的实现：如阁所示，利用弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥设计各种类型的碰撞，利用在滑块上加重物的方法改变碰撞物体的质量.④器材：气垫导轨、光电计时器、滑块（带挡光板、两个）、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、皮泥.方案2:利用摆球结合机械

2、能守恒定律.①所需测:悬点至球心的距离/，摆球被拉起或碰后的角度6L②速度的计算：v=yj2gl（1—cos3）.③碰撞情景的实现：如图所示，用贴胶布的方法增人两球碰撞时的能:W:损失.④器材：带细线的摆球（两套）、铁架台、單:角器、坐标纸、胶布.方案3:利用光滑水平而结合打点计时器.①所耑测量量：纸带上两计数点间的距离△*，小车经过Ax所用的时间△/.③碰撞情景的实现：如图所示，7/运动，万静止，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-体.方案3:利用光滑水平面结合打点计时器.

3、①所需测fifi:纸带上两计数点间的距离Ah小车经过AX所用的时间Ar.②速度的计算：令.③碰撞惜景的实现：如图所示，d运动，5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屮，把两个小车连接成-•体.三、实验器材方案•一：气垫导轨、光电计吋器、天平、滑块（两个）、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥.方案二：带细线的摆球（两套）、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等.方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车（两个）、天平、撞针、橡皮泥.一、实验步骤不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合

4、理安排，参考步骤如下：1.用天平测相关质量.2.安装实验装置.3.使物体发生碰撞.4.测量或读出相关物理量，计算有关速度.5.改变碰撞条件，重S步骤3和步骤4.6.进行数据处理，通过分析比较，找出碰撞屮的守恒量.7.整理器材，结束实验.二、数据处理力了探宄碰撞屮的不变量，将实验屮测得的物理量填入如卜表格.CP4nnB[D图甲项目碰撺前碰撞后质量Wi⑺2…2速度V]V2Vr2tnvmV+W2P2mVf+nt2Vf2mv2tnV2+m2V2r2

5、•21UV+7722^2Vmmm2V2nit:三、误差

6、分析1.碰撺是否为一维碰撺，是产生误差的一个原因,设计实验方案时应保证碰撞为一维碰撞.2.碰撞中是否受其他力(例如摩擦力)影响是带来误差的又一个原因，实验中要合理控制实验条件，避免除碰撞时相互作用力外的其他力影响物体速度.3.速度的测量误差，方案一是比较好的，光电计时误差较小，另外两个方案误差稍大一些.综上所述，方案一相比之下较为准确，研究的项目也可以更多一些.四、注意事项1.保证W物体发生的是一维碰撞，即两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动.2.若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨吋注意利用水平仪确保

7、导轨水平.3.若利用摆球进行实验，两小球静放时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直.将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直面内.4.碰撞有很多情形.我们寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变，才符合要求.类型一实验原理及注意事项【典例1】如图所示，在实验室用两端带竖直挡板C、Z)的气垫导轨和有固定挡板的质fi都是M的滑块//、5做探究碰撞中的不变量的实验.//⑴⑴//////⑴⑴//////⑴⑴//////(1)把两滑块和5紧贴在一起，在」上放质M为的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住J和5,在/I和方的固定挡板间放

8、一弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态.(2)按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当和S与挡板C和Z)碰撞时，电子计时器II动停表，记下运动至C的时间万运动至Z)的时间z2.(3)重复几次，取卜的平均值.请回答以下几个问题：①在调整气垫导轨时应注意①应测量的数据还有②碰撞前」、5两滑块的速度与质量乘积之和为，碰撞后d、B两滑块的速度与质量乘积之和力答案：①用水平仪测量并调试使得导轨水平②至C的距离Zd及吋间t'、B至D的距离Z2及时间Z2类型二实验数据处理【典例2】某同学设计了一个用打点

9、计时器做“探究碰撞中的不变量”的实验：在小车d的前端粘有橡皮泥，推动小车//使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车及相碰并粘合成•-•体，继续做匀速运动.他设计的实验具体装置如图甲所示，在小车d后连着纸带，电磁打点计时器使用的电源频率为50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡序擦力..小轴小车4打点j憎器纸带长，☆橡皮泥心■一/Z