实验：探究碰撞中的不变量

1、16.1 实验：探究碰撞中的不变量,一、碰撞现象,演示一：两个质量相同的小球碰撞,演示二：两个质量不相同的小球碰撞,演示三：多个小球碰撞,二、在实验中寻找不变的量,（1）碰撞的最简单情况：一维碰撞 即两个物体在碰撞之前沿直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动.,（2)设两个物体的质量分别为 m1、m2、碰撞前速度分别为v1、v2、碰撞后速度分别为v1/、v2/。速度与设定方向一致取正值，否则取负值。,1、模型构建,2、基本思路,（1）质量虽然不变，但并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”。而速度在碰撞前后是变化的,（2）那么，两个物体各自的质量与自己的速度的乘积之和是不是不变量？ m1v

2、1 + m2v2 = m1v1/ + m2v2/ ？ （3）或者，各自的质量与自己的速度的二次方的乘积之和是不变量？ m1v12 + m2v22 = m1v1/ 2 + m2v2/ 2 ？ （4）也许是两个物体的速度与自己质量的比值之和在碰撞前后保持不变？,3、碰撞可能有很多情形 （1）两个质量相同的物体相碰撞，两个质量相差悬殊的物体相碰撞。 （2） 两个速度大小相同、方向相反的物体相碰撞，一个运动物体与一个静止物体相碰撞。 （3）碰撞时可能中间通过弹簧接触，碰后分开 碰后也可能粘在一起不再分开 我们寻找的不变量必须在各种碰撞的情况下都不改变，这样才符合要求。,4、需要考虑的问题讨论操作和数据

3、处理中的技术性问题：,（1）要保证碰撞是一维的 （2）质量测量 （3）速度测量 （4）实验数据的处理,本实验主要解决的问题是：怎样保证物体在同一直线上运动和怎样测物体的速度。,天平,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,案例一：阅读教材，如何进行实验,三、实验案例,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，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

4、了时间t，所以滑块匀速运动的速度v=L/t,说一说其中测速的原理,用气垫导轨做碰撞实验,案例二：阅读教材，如何进行实验,通过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，从而算出被撞后的速度。,也可以用贴胶布等方法增大两球碰撞时的能量损失。,案例三：阅读教材，如何进行实验,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。,光滑桌面上有两1、2两个小球。1球的质量为0.3 kg，以速度8 m/s跟质量0.1 kg的静止的2球发生碰撞，碰撞后2球的速度变为9 m/s，1球的速度变为5 m/s，方向与原来相同。根据这些实验数据，晓明对这次碰撞的规律做了如下几项猜想。 （1）碰撞后2球获得了速度，是否是1球把速度传递给了2球？ （2）碰撞后2球获得了动能，是否是1球把动能传递给了2球？ （3）