1.1探究动量变化与冲量

16.1实验：探究碰撞中的不变量,第十六章动量守恒定律,生活实例,1).如mA=mB，碰后A球静止，B球差不多以A球的速度摆起，摆到与A初时等高；,2).如mAmB，碰后A、B两球以不同速度向右摆动；,3).如mAm2B.m1=m2C.m1m2D.以上三个关系都可以【解析】选D.这个实验是探究性实验，目的就是让同学们探究在不同情况下的不变量，A、B、C三种关系也是需要同学们在实验中认真探究的内容，是实验设计探究的不同情况，是正确的，故选项D正确.,4、某同学利用如图所示的装置探究碰撞中的不变量，则（1）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）已知两球A和B的质量之比为2：1，如图所示，开始时A球从与竖直成450角的位置静止释放，之后两球粘在一起向右摆动，最大摆角为300，如果本实验允许的最大误差是4%，试分析碰撞前后两球的质量与速度乘积之和是否保持不变？,ABD,1.531mgL,1.553mgL,1.4%,课堂练习,参考案例三-打点计时器测速原理,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（如上图）。通过纸带测出它们碰撞前后的速度。,测速原理3,5、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的质量为310g，小车B(包括橡皮泥)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_kgm/s；两小车相互作用以后质量与速度的乘积之和为_kgm/s(保留三位有效数字)。两结果不完全相等的主要原因是_,0.620,0.618,纸带与打点计时器的限位孔及小车与木板间有摩擦。,课堂练习,6、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，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，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。(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，A为运动起始的第一点，则应选_段来计算A的碰前速度，应选_段来计算A和B碰后的共同速度(以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)。(2)已测得小车A的质量m1=0.40kg，小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得碰前总动量为_kgm/s，碰后总动量为_kgm/s,BC,DE,0.420,0.417,课堂练习,实验猜想,实验分析,实验分析,实验分析,实验分析,实验分析,实验结果,实验探究表明，A、B两物体碰撞前后的不变量为：,7.对于实验最终的结论m1v1m2v2m1v1+m2v2，下列说法正确的是()A.仅限于一维碰撞B.任何情况下m1v12m2v22m1v12m2v22也一定成立C.式中的v1、v2、v1、v2都是速度的大小D.式中的不变量是m1和m2组成的系统的质量与速度乘积之和【解析】选A、D.这个实验是在一维情况下设计的实验，其他情况未做探究；系统的质量与速度的乘积之和在碰撞前后为不变量是实验的结论，其他探究的结论情况不成立，而速度是矢量，应考虑方向.故选项A、D正确.,频闪照片测速：分析频闪照片中A、B滑块碰撞前后的位置情况。,测速原理4,8、A、B两滑块在同一光滑的水平直导轨上相向运动发生碰撞（碰撞时间极短）。用闪光照相，闪光4次摄得的照片如图所示。已知闪光的时间间隔为t，而闪光本身持续时间极短，在这4次闪光的瞬间，A、B两滑块均在0-80cm刻度范围内，且第一次闪光时，滑块A恰好通过x=55cm处，滑块B恰好通过x=70cm处，试根据实验探究中得到的碰撞前后质量和速度乘积之和保持不变的结论判断下述问题：1)碰撞发生在何处？2)碰撞发生在第一次闪光后多少时间？3)两滑块的质量之比等于多少？,碰撞发生在x=60cm处；,t=t/2,mA:mB=2:3,碰撞中的闪光照片研究,课堂练习,平抛测速：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t，可得速度为,v=XOP/t,为防止碰撞中A球反弹，有mAmB,落点确定：,测速原理5,9.某同学用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞过程中的不变量，图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作10次，,得到10个落点痕迹.再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次.图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，B球落点痕迹如图所示，其中厘米刻度尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，厘米刻度尺的零点与O点对齐.,(1)碰撞后B球的水平射程应取_cm.(2)在以下选项中，本次实验必须进行的测量是_.A.水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离B.测量A球与B球碰撞后，A球落点位置到O点的距离C.测量A球与B球的质量D.测量G点相对于水平槽面的高度,【解析】(1)题图中画出了B球的10个落点位置，实验中应取平均位置.方法是：用最小的圆将所有点圈在里面，圆心位置即为落点平均位置，找准平均位置，读数时应在刻度尺的最小刻度后面再估读一位.答案为64.7cm(64.2cm到65.2cm的范围内都正确).(2)本实验把被碰小球放在靠近槽末端的地方，使得被碰小球B和入射小球A都从O点开始做平抛运动，且两球平抛时间相同，若以平抛时间为单位时间，则平抛的水平距离在数值上等于平抛初速度.设A未碰B，平抛水平位移为xA;A、B相碰,后，A、B两球的水平位移分别为xA、xB;A、B质量分别为mA、mB，则碰前:mAxA,碰后mAxA+mBxB,要验证mv的矢量和在碰撞中是否守恒，即验证以上两式中质量与位移的乘积之和是否相等.故该实验应测量的物理量有：mA、mB、xA、xA、xB，选项A、B、C正确.答案：(1)64.7(64.265.2都正确)(2)A、B、C,10、用如图所示的装置进行探究碰撞中的不变量的实验：（1）先测出滑块A和B的质量M和m及滑块与桌面的动摩擦因数，查出当地的重力加速度g；（2）用细线将滑块A和B连接，使