实验探究碰撞中的不变量

生活中的各种碰撞现象撞车生活中的各种碰撞现象打桩机打桩生活中的各种碰撞现象钉钉子生活中的各种碰撞现象飞鸟撞飞机生活中的各种碰撞现象打网球生活中的各种碰撞现象拳击两个物体发生碰撞后，速度都发生变化．两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样．提出问题:碰撞过程中的什么物理量保持不变?本节课我们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．这种碰撞叫做一维碰撞．在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度．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?速度的测量可以充分利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来进行。实验数据记录表格挡光板的宽度设为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．参考案例(一)碰撞前碰撞后质量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1’=V2’=mvm1v1+m2v2=m1v’1+m2v’2=mv2m1v12+m2v22=m1v’12+m2v’22=v/m1212vvmm1212v'v'mm实验记录及分析(a-1)44449036碰撞前碰撞后质量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1=V2=mvm1v1+m2v2=m1v'1+m2v'2=mv2m1v12+m2v22=m1v'12+m2v'22=v/m1212vvmm1212v'v'mm实验记录及分析(a-2)4422904.59碰撞前碰撞后质量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1=V2=mvm1v1+m2v2=m1v'1+m2v'2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m1212vvmm1212v'v'mm实验记录及分析(a-3)224460-24碰撞前碰撞后质量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1=V2=mvm1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m1212vvmm1212v'v'mm实验记录及分析(b)4422002-4碰撞前碰撞后质量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1=V2=mvm1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m1212vvmm1212v'v'mm实验记录及分析—(c)44229066参考案例(二)实验步骤•质量的测量•速度的测量•改变碰撞条件重做实验•数据的记录与处理参考案例(三)•用天平测出辆小车的质量（包括撞针或橡皮泥）•固定打点计时器，连好电路。•平衡摩擦力•做实验•改变质量，重做实验•数据记录与处理：斜槽（末端水平）两小球复写纸白纸天平、刻度尺、重垂线参考案例(四)OP测出小球落点的水平距离可根据平抛运动的规律计算出小球的水平初速度.MN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基本思路(一维碰撞)与物体运动有关的物理量可能有哪些？碰撞前后哪个物理量可能是不变的？需要考虑的问题碰撞必须包括各种情况的碰撞;物体的质量及碰撞前后速度的测量.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．