16.1《实验探究碰撞中地不变量》学案

1、 实用标准文案高二物理 16.1实验：探究碰撞中的不变量学案设计者：高 班级 姓名：座号：交印日期：【学习目标】识记：明确探究碰撞中的不变量的基本思路理解：根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。应用：根据实验数据进行猜测、探究，发现规律的探究方法。【重点难点】重点：碰撞中的不变量的探究【自主检测】碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，两个物体的质量比例不同时，它们的 也不一样。物理学中研究运动过程中的守恒量难点：实验数据的处理都发生变化。具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变（守恒）。我们只研究最简单的情况两个物体碰撞前沿同一直线运

2、动，碰撞后仍沿同一直线运动。这种碰撞叫做。问题：1.在物体碰撞过程中，哪些物理量会对碰撞后物体的运动状态有影响呢？2.要探究物体在碰撞中存在的不变量，你需要测量什么物理量？用什么方法怎么测量？3.按照你的测量方法画出你的测量装置图：4.如图某同学设计的探究碰撞中的不变量的实验装置，通过改变两小车质量 m 和 m ，以及它们碰21撞前的速度，得到一些数据，根据下图表中的数据 填充表中的空缺：（规定 m1碰前速度方向为正，则跟它相反方向为负）【知识点拨】一，测量物体的速度的方法（1）光电门测速原理如图所示，图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为l，气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，

3、并与计时装置相连，构成光电计时装置。当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t，则滑块相当于在 l 的位移上运动了时间 t，所以滑块匀速运动的速度 v=l/t。（2）摆球测速原理 实用标准文案们相碰。如图：可以测量小球被拉起的角度，从而算出落下时的速度；测量被撞小球摆起的角度，从而算出被碰后的速度。设摆线长为 l，小球的半径为 r，质量为 m，被拉起的角度为，落下时的速度为 v，根据机械能守恒有：解得：同理可求出碰后各小球的速度。也可以用贴胶布等方法增大两球碰撞时的能量损失。注意：由于此实验中角度的测量有困难，适于定性研究。（3）打点计时器实验探究法将打点计时

4、器固定在光滑导轨的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。让滑块a静止，滑块 b 运动。在两滑块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，把两个滑块连接成一体。通过纸带测出它们碰撞前后的速度。（4）利用平抛运动的装置实验探究法如图所示，让一个质量较大(为 m )的小球 a 从斜槽上某高度处滚下来，与放在斜槽末端支柱1上的体积相同、质量较小(为 m )的小球 b 发生正碰。两小球的质量可2112112代换。【经典体验】例 1、某同学设计了一个用打点计时器做探究碰撞中的不变量的实验，在小车a 的前端粘有橡皮泥，设法使小车 a 做匀速直线运动，然后与原来静止的小车 b 相碰并粘在一起

5、，继续做匀速运动，设计图如图所示：在小车 a 的后面连着纸带，电磁打点计时器的频率为 50hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。的点，则应选_段来计算 a 碰前的速度，应选_段来计算 a 和 b 碰后的共同速度。（2）已测得小车 a 的质量 m =0.4kg，小车 b 的质量 m =0.20kg，则由以上结果可得出什么结ba论：答案：（1）bc，de（2）在实验误差允许的范围内，在物体的碰撞过程中，碰撞前后两个物体各自的质量和速度的乘积之和是不变量，即 m v +m v =m v +m v 。1122112 2精彩文档 实用标准文案【课后反思】1.在自学的过程中遇到的障碍是：2.你的困惑是：

6、解析：（1）因为小车 a 与 b 碰撞前、后都做匀速运动，且碰后a 与 b 粘合在一起，其共同速度比a原来的速度小。所以应选点迹分布均匀且点距较大的bc 段计算 a 的碰前速度，点间距小的 de 段计算 a 和 b 碰后的共同速度。（2）由图可知，碰前 a 的速度和碰后 ab 的共同速度分别为故碰撞前后：m v =0.40 1.05kg m/s=0.42kg m/saa（m +m ）v =（0.40+0.20）0.695kgm/s=0.417kgm/saba可见，在实验误差允许的范围内，在物体的碰撞过程中，碰撞前后两个物体各自的质量和速度的乘积之和是不变量，即m v +m v =m v +m

7、v 1112212 2【自主探究】1、某同学用图 1 所示装置通过半径相同的 a、b 两球的碰撞来探究碰撞中的不变量，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。精彩文档 实用标准文案图 1 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 2 所示，其中米尺水平放置，且平

8、行于 g、r、o 所在的平面，米尺的零点与 o 点对齐。（1）碰撞后 b 球的水平射程应取为_cm。（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：_(填选项号)。a水平槽上未放 b 球时，测量 a 球落点位置到 o 点的距离ba 球与 b 球碰撞后，测量 a 球落点位置到 o 点的距离c测量 a 球或 b 球的直径d测量 a 球和 b 球的质量（或两球质量之比）e测量 g 点相对于水平槽面的高度。【课堂反馈】1.如图所示为气垫导轨上两个滑块 a,b 相互作用后运动过程的频闪照片.频闪的频率为 10 hz.开始两个滑块静止,它们之间有一根被压缩的轻弹簧,滑块用绳子连接,绳子烧断后,两个滑

9、块向相反方向运动.已知滑块 a,b的质量分别为 200 g,300 g.根据照片记录的信息.释放弹簧,a,b 离开弹簧后,a 滑块做_运动,其速度大小为_本实验得出“在实验误差范围内，碰撞中 mv 的矢量和是守恒的量”这一结论的依据是_ _ ._.2.如果两辆车厢质量一样，用绳子连接，其中一个车厢中有一人，并拉绳子使两车厢相互靠近。根据什么可判断哪个车厢内有人（绳子质量不计）（ ）a 根据车厢的运动快慢，运动快的有人b 根据车厢的运动快慢，运动慢的有人c 根据绳子哪一头拉力的大小，拉力大的一端车厢有人d 根据绳子哪一头拉力的大小，拉力小的一端车厢有人。3.（07 宁夏卷）在光滑的水平面上，质量为m 的小球a以速率v 向