湖南省2011届高三物理高考一轮复习 《学海导航_实验 探究碰撞中的守恒量》 新人教版

1、湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校制作062010年上学期实验实验探究碰撞中的守恒量探究碰撞中的守恒量湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校制作062010年上学期要点回顾要点回顾1. 1.一维碰撞一维碰撞两个物体两个物体_，这种碰撞叫，这种碰撞叫做一维碰撞。做一维碰撞。2.2.追寻不变量追寻不变量在一维碰撞的情况下与物体运动在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有有关的量只有_。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校制作062010年上学期设两个物体的质量分别为设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前它们速度分别为碰撞前它们速度分别为v1、v2，碰撞后，碰撞后的速度分别为的速度分别

2、为v1、v2。规定某一速。规定某一速度方向为正。度方向为正。碰撞前后速度的变化和物体的质量碰撞前后速度的变化和物体的质量m的关系，可以做如下猜测：的关系，可以做如下猜测： 22112211vmvmvmvm湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校制作062010年上学期22112211222211222121mvmvmvmvvmvmvmvm 碰撞前后物体质量不变，但质量并不碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量不变量”。必须在各种碰撞的情况下都。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。不改变的量，才是我们追寻

3、的不变量。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校制作062010年上学期释难解惑释难解惑1. 1. 实验条件的保证、实验数据的测量实验条件的保证、实验数据的测量实验必须保证碰撞是一维的，即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，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；碰撞之后还沿同一直线运动；用天平测量物体的质量；用天平测量物体的质量；湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校制作062010年上学期测量两个物体在碰撞前后的速测量两个物体在碰撞前后的速度。可以充分利用所学的运动学知度。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，并识，如利用

4、匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器借助于斜槽、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和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。条件。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校制作062010年上学期2.2.实验方案实验方案用小车研究碰撞用小车研究碰撞将打点将打点计时器固定计时器固定在光滑桌面在光滑桌面的一端，把的一端，把纸带穿过打纸带穿过打点计时器，连在小车点计时器，连在小车A的后面。让小车的后面。让小车A运运动，小车动，小车B静止。在两小车的碰撞端分别装静止。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上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个小

5、车连接成一体中，把两个小车连接成一体(如图如图)，通过纸，通过纸带测出它们碰撞前后的速度。带测出它们碰撞前后的速度。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校制作062010年上学期例例1某同学利用打点计时器和气垫导轨某同学利用打点计时器和气垫导轨做探究碰撞中的守恒量的实验。气垫导轨装置做探究碰撞中的守恒量的实验。气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，导轨空腔内不上均匀分布着一定数量的小孔，导轨空腔内不断通入的压缩空气会从小孔中喷出，使滑块

6、稳断通入的压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。和导轨之间的摩擦而引起的误差。讲练互动讲练互动1. 1.探究碰撞中的守恒量探究碰撞中的守恒量湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校制作062010年上学期(1)下面是实验的主要步骤：下面是实验的主要步骤：安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；旋钮，使导轨水平；向气垫导轨通入压缩空气；向气垫导轨通入压缩空气；湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校制作062010年上学期把打点计时器固定在紧靠气垫

7、导轨把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器，调节打点计时器的高度，直至滑块拖器，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；着纸带移动时，纸带始终在水平方向；使滑块使滑块1挤压导轨左端弹射架上的挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；橡皮绳；把滑块把滑块2放在气垫导轨的中间；放在气垫导轨的中间；先先_，然后，然后_，让滑，让滑块带动纸带一起运动；块带动纸带一起运动；湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校制作062010年上学期取下纸带，重复步骤取下纸带，重复步骤，选出，选出理想的纸带如图理想的纸带如图(b)所示；所

8、示；测得滑块测得滑块1(包括撞针包括撞针)的质量的质量310g，滑块滑块2(包括橡皮泥包括橡皮泥)的质量为的质量为205g。试完善。试完善实验步骤实验步骤的内容。的内容。(2)已知打点计时器每隔已知打点计时器每隔0.02s打一个打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为总动量为_kg m/s；两滑块相互作用；两滑块相互作用以后系统的总动量为以后系统的总动量为_kg m/s(保留保留三位有效数字三位有效数字)。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校制作062010年上学期计算碰撞前计算碰撞前_;222211 vmvm碰撞后碰撞后._;._221122

9、11222211 mvmvmvmvvmvm碰碰撞撞后后计计算算碰碰撞撞前前湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校制作062010年上学期(3)通过以上计算可知，碰撞中的通过以上计算可知，碰撞中的守恒量应是守恒量应是_。(4)试说明试说明(2)中两结果不完全相等中两结果不完全相等的主要原因是的主要原因是_。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校制作062010年上学期变式练习变式练习在利用斜槽做在利用斜槽做“探究碰撞中的探究碰撞中的守恒量守恒量”实验中，实验中，仪器按如图所示仪器按如图所示要求安装好后开始实验，第一次不放被碰小要求安装好后开始实验，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接静止

10、放在斜槽末球，第二次把被碰小球直接静止放在斜槽末端的水平部分，在白纸上记录下重锤位置和端的水平部分，在白纸上记录下重锤位置和各小球落点的平均位置依次为各小球落点的平均位置依次为O、M、P、N(如图如图)，设入射小球和被碰小球的质量分别，设入射小球和被碰小球的质量分别为为m1、m2，则下列说法中正确的有，则下列说法中正确的有( )湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校制作062010年上学期A. 第一、第一、二次入射小球二次入射小球的落点依次是的落点依次是M、PB. 第一、二次入射小球的落点依次第一、二次入射小球的落点依次是是P、MC. 第二次入射小球和被碰小球将同第二次入射小球和被碰小球将同

11、时落地时落地D. 若关系式若关系式m1 MP=m2 ON成立，成立，则碰撞中的守恒量是两小球的总动量则碰撞中的守恒量是两小球的总动量湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校制作062010年上学期例例2 如图所示，如图所示，在实验室中用两端带在实验室中用两端带竖直挡板竖直挡板C、D的气垫的气垫导轨和有固定挡板的导轨和有固定挡板的质量都是质量都是M的滑块的滑块A、B，做验证动量守恒定，做验证动量守恒定律的实验，实验步骤如下：律的实验，实验步骤如下：(1)把两滑块把两滑块A、B紧贴在一起。在紧贴在一起。在A上上放质量为放质量为m的砝码，置于导轨上，用电动卡的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住销卡住A、B，在，在A、B的固定挡板间放入一的固定挡板间放入一弹簧，使弹簧处于水平压缩状态。弹簧，使弹簧处于水平压缩状态。2.2.实验注意事项，实验数据的测量实验注意事项，实验数据的测量湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校制作062010年上学期(2)按下电钮使电动卡销放开，同时启按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当当A、B与挡板与挡板C、D碰撞同时，电子计时器碰撞同时，电子计时