1.1探究碰撞中的不变量

1.1探究碰撞中的不变量想像远比知识重要，知识有涯，而想像能环抱整个世界。——爱因斯坦这些看起来天壤之别的运动，遵从着一条相同的科学规律生活实例最简单的碰撞——一维碰撞：两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动．．①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“不变量”．②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．22112211vmvmvmvm222211222211vmvmvmvm22112211vmvmvmvm碰撞前后速度V的变化和物体的质量m的关系，可以做如下猜测：猜想：？？？……1．实验必须保证碰撞是一维的2．用天平测量物体的质量；3．测量两个物体在碰撞前后的速度．探究方案一:气垫导轨、光电门探究碰撞中的不变量挡光板的宽度设为L．穿过后所用时间为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．探究方案二：摆球、量角器探究碰撞中的不变量如mA=mB，碰后A球静止，B球摆角β=α，这说明A、B两球碰后交换了速度；如mAmB，碰后A、B两球一起向右摆动；如mAmB，碰后A球反弹、B球向右摆动．以上现象说明当A、B两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同．探究方案三：打点计时器、小车探究碰撞中的不变量需要考虑的问题:讨论操作和数据处理中的技术性问题（2）数据采集方案：①质量的测量：天平②速度的测量（1）获得一维碰撞的方案①利用气垫导轨实现两滑块发生一维碰撞；②利用等长悬线悬挂等大小球实现两球发生一维碰撞；③利用小车在光滑桌面上碰撞另一静止小车实现一维碰撞。方案一：滑块速度的测量：txv/方案二：摆球速度的测量：ghv2方案三：小车速度的测量：txv/探究方案四：斜槽小球平抛装置探究碰撞中的不变量`探究碰撞中的不变量本实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量。注意：5、用正确的方法从落点的痕迹找出落点的位置；3、实验中不需要测量时间，也不需要测量桌面的高度；4、能正确判断小球碰撞前后的落点(m1m2);1、斜槽末端的切线要水平；2、从同一高度释放小球；OPMN实验数据记录表格有限的几次简单的测量是得不出普适性的物理规律的。只有根据实验结果推导出的许许多多新结论都与事实一致时，它才能成为一条定律。实验结论：在实验误差允许的范围内，碰撞系统的mv是不变的。1、某同学利用如图所示的装置探究碰撞中的不变量，则下列说法正确的是()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ABD课堂练习2、在探究碰撞中的不变量的实验时，需要测量的物理量有（）A、入射小球和被碰小球的质量B、入射小球和被碰小球的直径C、斜槽轨道的末端距地面的高度D、入射球滚下到抛出时的高度差E、入射球末碰撞时飞出的水平距离F、入射球和被碰球碰撞后飞出的水平距离ABEF课堂练习3、如图所示，在“探究碰撞中的不变量”实验中，P为入射球A未与被碰球B碰撞时的落点，M为它与B球碰后的落点，N为B球的落点，这个实验对小球质量MA和MB的要求是MA______MB（填“＞”“=”或“＜”）为了能用OP长度表示球A的初速度，OM和ON长度分别表示球A和球B的末速度，则必须做到____，用图中标出的符号和测出的数据列出不变量的表达式为_______________。并讨论：三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关？＞斜槽末端点的切线水平，两球球心碰前处于等高点，即发生对心正碰mAOP=mAOM+mBO’NOP与小球的质量无关，OM和ON与小球的质量有关课堂练习