实验：探究碰撞过程中的不变量

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第一节 实验：探究碰撞中的不变量 导学案

一、学习目标

1、理解要探究的问题的含义和进行探究的基本思路。

2、能够比较各方案的优劣，能够控制实验过程和测量、处理实验数据。

3、能够由实验数据分析预想的结论是否成立。 二、重难点

重点：实验方案的理解与设计和实验的实施过程 难点：实验方案的设计；实验数据的采集与处理 三、预习学案 （一）教材助读

1、一维碰撞：

2、如图，2的质量不变时，增加1的质量，2摆动的最大角度

如果1的质量远远小于2的质量，1碰撞后的速度方向为

如果2被碰撞后能够摆动的最大角度为60°，绳长为1m ，2的质量为0.5Kg,则2被碰撞后的速度大小为

3、认真预读教材案例一，分别思考图16.1-3中三幅图是进行怎样的实验，分别说明碰撞前后两个物体速度之间的关系？

4、案例三中两个小车碰撞后速度之间有何关系？怎样得到它们碰撞前后的速度？ （二）预习检测

1、在某次使用气垫导轨做实验的过程中，某同学用游标卡尺测的滑块上遮光板的长度如图d= ，遮光板经过光电门所用时间为t=5ms ，则物体经过光电门的速度V=

2、在做案例三的实验中某同学得到如图的一张纸带，经测得AB 、BC 间相邻点距离相等且分别为1cm 和2.2cm 则碰撞前速度为 碰撞后的速度为

四、探究学案

在某次使用气垫导轨探究碰撞中的不变量实验时，测得1m =1kg ，2m =0.5kg ，遮光板长度如预习检测1中数值，第一次2m 静止，碰前1m 经过遮光板的时间为0.688ms ，碰撞后1m 和2m 分别经过遮光板的时间为1.150ms 和0.860ms ，用以上数据填写下表

若第二次2m 和1m 相向运动，碰撞前1m 和2m 经过遮光板的时间分别为0.860ms 和1.720ms ，碰撞后1m 和2m 分别经过遮光板的时间为3.440ms 和0.860ms ，用以上数据填写下表

碰前 碰后 质量 速度

碰前 碰后 质量

速度

实验结论：

第一节实验：探究碰撞中的不变量训练案1．在利用悬线悬挂等大小球探究碰撞中的不变量的实验中，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，以便较准确计算小球碰前速度

C．两小球必须都是钢性球，且质量相同

D．两小球碰后可以粘在一起共同运动

2．在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量的实验中，哪些因素可导致实验误差() A．导轨安放不水平B．小车上挡光板倾斜

C．两小车质量不相等D．两小车碰后连在一起

3．若用打点计时器做探究碰撞中的不变量的实验，下列哪些操作是正确的()

A．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量

B．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起

C．先接通打点计时器电源，再释放拖动纸带的小车

D．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源

4．如图16－1－5所示，在用两小球探究碰撞中的不变量的实验中，关于入射小球在斜槽中释放点的高低对实验影响的说法中，正确的是()

A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球的入射速度越小，误差越小

B．释放点越高，两球碰后水平位移越大，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确

C．释放点越高，两球相撞时相互作用的内力越大，碰撞前后“m v”之差越小，误差越小

D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用越大，支柱对被碰小球的阻力造成的影响越小

图16－1－5 图16－1－6

5．质量分别为m1＝1 kg和m2＝3 kg的两个物体在光滑水平面上正碰，碰撞时间忽略不计，其x－t图象如图16－1－6所示，试通过计算回答：碰撞前后m1v、m2v的总量是否守恒？

6．某同学用图16－1－7所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞过程中的不变量．图中PQ是斜槽，QR为水平槽．实验开始先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作10次．图16－1－7中O点是水平槽

图16－1－7 图16－1－8

末端R在记录纸上的垂直投影点．B球落地痕迹如图16－1－8所

示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐．

(1)

碰撞后B球的水平射程应取为________ cm.

在以下选项中，哪些是本实验必须进行的测量？________(填选

(2)

项号)．

A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离

B．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离

C．测量A球和B球的直径

D．测量A球和B球的质量(或两球质量之比)

E．测量G点相对于水平槽面的高度

图16－1－9

7．如图16－1－9所示的装置中，质量为m A的钢球A用细线悬挂于O点，质量为m B 的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上．O点到A球球心的距离为L.使悬线在A球释放前张直，且线与竖直线的夹角为α，A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角β处，B球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸D.保持α角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点．

(1)图16－1－9中x应是B球初始位置到________的水平距离；

(2)为了探究碰撞中的守恒量，应测得____________________________等物理量．

(3)用测得的物理量表示m A v A＝________________；m A v A′＝______________；m B v B′