原创：1实验：探究碰撞中的不变量探究式

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定位3、掌握实验数据处理的方法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拳击打网球台球碰撞问题1：碰撞的过程遵守什么规律呢?问题1：碰撞的过程遵守什么规律呢?演示１：质量相同的钢球碰撞质量相差较多的钢球碰撞演示２：质量?速度?结论：以上现象说明两球碰撞后，速度发生了变化，当两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同（碰撞过程中，速度的变化与质量的大小有关）。

AB

m1m2

m1m2m1m2

AB问题２：什么是一维碰撞？问题探究３：一维碰撞前后那些量可能不变？做了怎样的猜想？阅读课本，回答下列问题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。这种碰撞叫做一维碰撞。实验思路实验猜想

AB

m1m2

m1m2m1m2

AB①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”。②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。也许……问题３：一维碰撞前后那些量可能不变？做了怎样的猜想？实验猜想

AB

m1m2

m1m2m1m2

AB也许……问题４：如何处理矢量的方向呢？设定坐标轴正方向，与坐标轴方向一致，取正值，否则取负值。坐标轴正方向问题６：怎样测量物体的质量呢？问题５：实验成功的条件是什么，如何保证？用天平测量物体的质量；速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。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（对心碰撞）；问题７：怎样测量物体的速度呢？测速原理1：光电门测速气垫导轨碰撞滑块光电门L挡光条测出滑块经过光电门的时间t，挡光条的宽度为L，

则滑块匀速运动的速度为导轨水平橡皮泥θβ保证两绳等长测速原理2：单摆测速

设摆绳长为L，测出摆角θ和β，机械能守恒可得速度为橡皮泥测出相邻计数点间的距离Δx，

测速原理3：打点计时器测速可得速度为相邻计数点间的时间Δt，光滑桌面通过平衡摩擦力获得还有其他方案吗？分析频闪照片中A、B滑块碰撞前后的位置情况，设频闪时间间隔为Δ

t，可得速度为

测速原理4：频闪照片测速hh斜槽末端切向水平测出碰撞前后各球落点到O间的距离xOP、xOM、xON，各球空中运动时间均相同，设为Δt，可得速度为为防止碰撞中A球反弹，有:mA＞mB落点确定：测速原理5：平抛测速

碰撞前碰撞后质量(kg)m1=m2=m1=m2=

速度(m/s)

v1=

v2=

mvmv2需要考虑的问题444490363636180324224.593636243324224460-241212727203

碰撞前碰撞后质量(kg)m1=m2=m1=m2=

速度(m/s)

v1=

v2=

mvmv2需要考虑的问题4242002-40048009663636324216如图所示,利用气垫导轨和光电门研究碰撞中的不变量,已知遮光片的宽度为L,两滑块质量分别为mA和mB,开始时滑块A和B相向运动,经过光电门的时间各自为ΔtA和ΔtB，碰撞后，滑块B和A先后以ΔtB′和ΔtA′经过右侧光电门，如果实验中测出碰撞前后两滑块的质量和速度乘积之和保持不变，则可用题中条件写出所满足的关系式是_____________________________

Ｌ课堂练习1

ABD

=1.4%

<4%保持不变最大误差

解析课堂练习2T=0.02s

某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动．然后与原来静止在前方的小车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A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，测得小车A的质量(包括橡皮泥)为310g，小车B的质量为205g，计算可知，两小车相互作用前质量与速度的乘积之和为_______kg·m/s；两小车相互作用以后质量与速度的乘积之和为_______kg·m/s(保留三位有效数字)。两结果不完全相等的主要原因是______________________________________________0.6200.618

纸带与打点计时器的限位孔及小车与木板间有摩擦。t2=7T=0.14st1=5T=0.10s小车的A速度

AB相碰并粘合成一体速度

mAv1=0.310×2

kg