§实验：探究碰撞中的不变量（ X页）.doc

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1、§16.1实验：探究碰撞中的不变量(陈水兵2014、4.11)【学习目标】:1、明确探究碰撞屮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最方法.3、掌握实验数据处理的方法.【自主学习】:1、生活屮碰撞是复杂多样的，我们从最简单的碰撞着手，即两物体在碰撞前后均在,如果物体的速度与规定的正方向一致取值，否则取值。2、在探究碰撞屮的守恒量过程屮必须注意以下四个问题：①不变量必须在各种碰撞中都;②物体的质量可用进行测量；③实验中必须保证物体碰撞前后的速度方向在同一条上；④正确设计,合理的处理实验。3、课木上三个实验方案

2、可任选一种，通过实验可知碰撞过程屮的物体的与的乘积是不变量，这也是大量的实验与事实的观察到得的结论【合作探究】:一、实验目的探究一维碰撞屮，碰撞前后描述物体运动状态的物理量皿、皿2、需等哪一个是守m恒的.二、实验原理在一维碰撞屮，与物体运动有关的物理量只有物体的质最和物体的速度，为找到碰撞屮的不变量，首先进行合理猜测(例如：物体的质量与其速度的乘积加。是不是不变量？物体的质量与其速度的二次方的乘积加X是不是不变量？物体的速度与自己质量的比值汐是不是不变最？),然麻设计碰撞实验，测出物体的质量和碰撞前麻物体的速度，对猜测进行验证，从而得到碰撞

3、屮的守恒量.三、探究：方案一：利用气垫导轨实现一维碰撞(1)质量的测量：用夭平测量.(2)速度的测量：等，式屮Ax为滑块(挡光片)的宽度，为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间.(3)各种碰撞情景的实现：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，利用滑块上加重物的方法改变碰撞物体的质量.方案二：利用等长悬线悬挂等大小球实现一维碰撞.如图16—1—1所示.(1)质量的测量：用天平测量.(1)速度的测量：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度;测量碰撞丿讦小球摆起的角度，算出碰撞麻对应小球的速

4、度.(2)不同碰撞情况的实现：用贴胶布的方法增大两球碰撞时的能量损失.方案三：利用小车在光滑桌面上碰撞另一•静止小车实现一维碰撞(1)质量的测量：用天平测量.(2)速度的测量：2=恰心是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量.△/为小车经过Ax所用的时间，可由打点间隔算出.(3)碰撞的实现：两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥.三、实验器材方案一：气垫导轨、光电计时器、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

5、(两个)、天平、撞针、橡皮泥.不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，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，记入表屮(见下表).5.改变碰撞条件，重复步骤3、4.6.鏗理器材，结束实验.五、数据处理1.将上述记录的数据进行数据处理，填入表格，通过分析比较找出碰撞屮的守恒量.实验情景探究量质量速度mvmv2Vm碰撞前6mV+moV2加lM+加2诟nibnir碰撞后fnmV]f+m刃29mVf~+加2°2'二Vr+。2‘mifn2miV2f2

6、.实验结论:六、注意事项1.碰撞冇很多情形，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.1.保证两物体发生的是一维碰撞，即两个物体碰撞前沿同一肓线运动，碰撞后仍沿同一直线运动.2.若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平.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育面内.七、误差分析1.碰撞是否为一维碰撞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.碰撞屮是否受其他力（如摩擦力）影响是带来误并的又一个原因，实验屮要合理

7、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的速度.3.测量摆角、滑块宽度、计数点间距时的误差，特别是测摆角带来的谋差最大例1：某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程屮不变打点计时器量的实验：在小车4的前端粘有橡皮泥，推动小车4长木板橡竽泥[使之做匀速冇线运动，然品与原来静止在前方的小车I箔/b相碰并黏合成-体，继续做匀速直线运动，他设计的具体装置如图16—1一2加示，在小车人后连着纸寤厂带，电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板下垫小木儿着小木片用以平衡摩擦力.图16-1-2⑴若已得到打点纸带如图16-1-3所示，并测得各

8、计数点间距离标在图上，A为运动起始的第一点，则丿应选段来计算A的碰前速度，应选段来计算力和B碰丿订的共同速度（填“4B”“BC”“CD”或“DE”）.△・・・夕・・••£••・・