高中物理课件-§16.1实验：探究碰撞中的不变量

（3）乙同学也用上述两球进行实验，但将实验装置进行了改装：如图 乙所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球 A、球B与木条的撞击点。实验时，首先将木条竖直立在轨道末端右侧 并与轨道接触，让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为B′； 然后将木条平移到图中所示位置，入射球A从斜轨上起始位置由静止释 放，确定其撞击点P′； 再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与球B相撞，确定球A和球 B相撞后的撞击点分别为M′和N′。测得B′与N′、P′、M′各点的高度差分 别 为 h1 、 h2 、 h3 。 乙 同 学 实 验 中 表 示 碰 撞 前 后 不 变 量 的 表 达 式 应 为 _____mh_A2___mh_A1___mh_B3______。
课堂练习1 如图所示,利用气垫导轨和光电门研究碰撞中的不变量,已知遮光 片的宽度为L,两滑块质量分别为mA和mB,开始时滑块A和B相向运动,经过光电 门的时间各自为ΔtA和Δ tB，碰撞后，滑块B和A先后以Δ tB′和Δ tA′ 经过右侧光 电门，如果实验中测出碰撞前后两滑块的质量和速度乘积之和保持不变， 则可用题中条件写出所满足的关系式是____m__A _ΔL_tA___m_B_Δ_LtB___m_A_Δ_Lt_A__m_B__ΔL_tB__
t2=7T=0.14s
解析 小车的A速度
mAv1=0.310×2 kg·m/s =0.620 kg·m/s
AB相碰并粘合成一体速度
t1=5T=0.10s
(mA+mB)v2=(0.310+0.205)×1.2 kg·m/s =0.618 kg·m/s
为了“探究碰撞中的不变量”，实验宜在气垫导轨上进行，这样就可 以大大减小阻力，滑块在碰撞前、后的运动可以看成是匀速直线运动， 使实验的可靠性及准确度得以提高，在某次实验中，A、B两铝制滑块在 一个水平气垫导轨上相碰，用闪光照相每隔0.4s的时间拍摄一次照片， 每次拍摄闪光的延续时间很短，可以忽略不计，如图所示，已知A、B之 间的质量关系是mB=1.5mA，拍摄进行了4次，第一次是在两滑块相撞之 前，以后的3次是在碰撞之后，A原来处于静止状态，设A、B滑块在拍 摄闪光照片的这段时间内是在11）求A、B两滑块碰撞前后的速度大小 （2）说明两滑块碰撞前后的质量与速度的乘积之和是否不变
Ｌ
课堂练习2
ABD
解析
最大误差
=1.4% < 4% 保持不变
课堂练习3 某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：
在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动．然后与原来静止 在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如 图所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，测得小车 A的质量(包括橡皮泥)为310g，小车B的质量为205g，计算可知，两小车相互 作用前质量与速度的乘积之和为_0_._6_2_0__kg·m/s；两小车相互作用以后质量 与速度的乘积之和为__0_.6_1_8__ kg·m/s(保留三位有效数字)。两结果不完全相等 的主要原因是纸_带__与__打_点__计__时_器__的__限__位_孔__及__小_车__与__木__板_间__有__摩__擦_。____T_=_0_._02_s
2.两位同学用如图甲所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来“探 究碰撞中的不变量”。
（1）实验中必须满足的条件是___B__C___。
A.斜槽轨道尽量光滑以减小误差 B.斜槽轨道末端的切线必须水平 C.入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下 D.两球的质量必须相等
（2）测量所得入射球A的质量为mA，被碰撞小球B的质量为mB，图甲中 O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球A从 斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，测得平抛射 程为OP；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与小球B相撞， 分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N，测得平抛射程分别为OM 和ON。根据课堂探究的不变量，本实验中表示碰撞前后不变量的表达 式应为___m_A_O_P___m__AO__M___m_B_O_N____。