1、优质文档优质文档江苏省高邮市界首中学高二物理1.1 实验：探究碰撞中的不变量知识点 新人教版选修 3-5实验基本思路：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追寻不变量：碰撞问题明显表现出物体运动状态的改变，而速度是描述物体运动状态的物理量，物体的运动状态变化是 以速度这一物理量的变化表现出来的；且碰撞中物体的运动状态改变的程度与物体的质量大小有关。所以，实验要测量的物理量是碰撞前后的速度以及物体的质量设两个物体的质量分别为 m1、m2，碰撞前它们速度分别为 v1、v2，碰撞后的速 度分别为 1v、 2，规定某一速度方向为正。碰撞前后速度的变化和物体的质量 m 的关系 ，
2、我们可以做如下三种猜测：2121vmvm2121vv实验参考案例：利用气垫导轨实 现一维碰撞：质量 的测量：用天平测量速度的测量：xvt如上图所示，图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为 x，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 x的位移上运动了时间 t，所以滑块匀速运动的速度xvt。利用等长悬线悬挂等大的小球实现一维碰撞：质量的测量：用天平测量速度的测量：测量小球被拉起的角度，算出碰撞前对应小球的速度； 测量碰撞后小球摆 起的角度，算出碰撞后对应小球
3、的速度优质文档优质文档利用小车在光滑桌面上碰撞另一静止小车实现一维碰撞：质量的测量 ：用天平测量速度的测量：xvt是纸带上两计数点间的距离，用刻度尺测量； t是两计数点之间的时间，可由打点间隔算出利用斜槽上滚下的质量较大的小球和斜槽末端静止质量 较小的小球去碰撞：实验原理：小球的质量可以用天平称出，两球碰撞前后的速度方向都是水平的，既可利用平抛的知识求出。设小球下落的时间为 t，质量 1m为的入射小球碰前的速度为 1v，碰撞后入射小球的速度是 1v，被碰小球的速度是 2v，则：1OPvt1Mt2=ONvt实验仪器：斜槽、重锤、入射小球、被碰小球、白纸、复写纸、天平、 游标卡尺、直尺、圆规实验步
4、骤：（1）先用天平测量出两个小球的质量（ 2）按照图安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端点的切线是水平的，把被碰小球放在斜槽前边的的小支柱上，调节实验装置使两小球碰时处于同一水平高度，且碰撞瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行，以确保碰撞后的速度方向水平。（3）在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸（4）在白纸上记下重垂线所指的位 置 O，它表示入射小球碰前的位置。（5）先不放被碰小球让入射小球从斜槽上同一处滚下，重复 10 次，用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射小球不碰时的落地点 P（6）把被碰小球放在斜槽末端，让入射小球从同一高度滚下，使它们发生正
5、碰，重复 10 次，按步骤（5）找出入射小球落地点 M 和被碰小球落地点 N（7）过 O 和 N 在纸上作一直线，取 OO=2r，O就是被碰小球碰撞时的球心投影位置（用刻度尺和三角板或螺旋测微器测出小球直径 2r）（8）用刻度尺量出 OM、ON、OP 的长度实验注意事项：（1）斜槽末端的切线必须水平（以球轻拨动后静止于槽中水平部分的任意位置为准）（2）使小支柱与槽口的距离等于小球直径（3）认真调节小支柱的高度，使两小球碰撞时球心在同一高度上，同时使球心连线与斜优质文档优质文档槽末端的延线平行（4）入射小球每次都必须从斜槽同一高度 由静止释放（保证小球每次以相同的速度飞出槽口）（5）入射小球质量应大于被碰小球的质量（不会反弹）（6）实验过程中，实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变
