原創(chuàng)1實(shí)驗(yàn)探究碰撞中的不變量（問題探究式）

第十六章動(dòng)量守恒定律第１節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量拳擊打網(wǎng)球臺(tái)球碰撞實(shí)驗(yàn)思路建立模型：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聪驗(yàn)樨?fù)；這種情況叫做一維碰撞。質(zhì)量?速度?在一維碰撞的情況下，與物體運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物理量有哪些？實(shí)驗(yàn)猜想

AB

m1m2

m1m2m1m2

AB①碰撞前后物體質(zhì)量不變，但質(zhì)量并不描述物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，不是我們追尋的“不變量”。②必須在各種碰撞的情況下都不改變的量，才是我們追尋的不變量。也許……碰撞前后那些物理量可能不變呢？

碰撞前碰撞后質(zhì)量(kg)m1=m2=m1=m2=

速度(m/s)

v1=

v2=

mvmv2需要考慮的問題444490363636180324224.593636243324224460-241212727203

碰撞前碰撞后質(zhì)量(kg)m1=m2=m1=m2=

速度(m/s)

v1=

v2=

mvmv2需要考慮的問題4242002-40048009663636324216天平測(cè)速原理1：光電門測(cè)速氣墊導(dǎo)軌碰撞滑塊光電門L擋光條測(cè)出滑塊經(jīng)過光電門的時(shí)間t，擋光條的寬度為L(zhǎng)，

則滑塊勻速運(yùn)動(dòng)的速度為導(dǎo)軌水平橡皮泥θβ保證兩繩等長(zhǎng)測(cè)速原理2：?jiǎn)螖[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測(cè)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離Δx，

測(cè)速原理3：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速可得速度為相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間Δt，光滑桌面通過平衡摩擦力獲得還有其他方案嗎？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Δ

t，可得速度為

測(cè)速原理4：頻閃照片測(cè)速hh斜槽末端切向水平測(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Δt，可得速度為為防止碰撞中A球反彈，有:mA＞mB落點(diǎn)確定：測(cè)速原理5：平拋測(cè)速

如圖所示,利用氣墊導(dǎo)軌和光電門研究碰撞中的不變量,已知遮光片的寬度為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ΔtA和ΔtB，碰撞后，滑塊B和A先后以ΔtB′和ΔtA′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_____________________________

Ｌ課堂練習(xí)1

ABD

=1.4%

<4%保持不變最大誤差

解析課堂練習(xí)2T=0.02s

某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究碰撞過程中不變量的實(shí)驗(yàn)：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車A使之做勻速運(yùn)動(dòng)．然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)，他設(shè)計(jì)的具體裝置如圖所示．在小車A后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz，測(cè)得小車A的質(zhì)量(包括橡皮泥)為310g，小車B的質(zhì)量為205g，計(jì)算可知，兩小車相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為_______kg·m/s；兩小車相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為_______kg·m/s(保留三位有效數(shù)字)。兩結(jié)果不完全相等的主要原因是______________________________________________0.6200.618

紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔及小車與木板間有摩擦。t2=7T=0.14st1=5T=0.10s小車的A速度

AB相碰并粘合成一體速度

mAv1=0.310×2

kg·m/s=0.620kg·m/s(mA