（课改地区专用）2018-2019学年高考物理总复习 专题二 动量与动量守恒定律 2.1 实验：探究碰撞中的不变量学案 新人教版.doc

实验:探究碰撞中的不变量一、。。二、,设两个物体的质量分别为m1、m2,碰撞前它们的速度分别为v1、v2,碰撞后的速度分别为v1′、v2′,规定某一速度方向为正。碰撞前后速度和物体的质量的关系,我们可以做如下猜测:(1)m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′(2)m1v+m2v=m1v1′2+m2v2′2(3)+=+(4)……上面的关系式中哪一个是成立的?(一):利用气垫导轨完成一维碰撞实验。方案(二):利用等长悬线悬挂等大的小球完成一维碰撞实验。方案(三):在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验。方案(四):利用等大的小球做平抛运动完成一维碰撞实验。四方案相同点:用天平测物体的质量。四方案不同点:速度的测量方式不同。方案(一):利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度。方案(二):可以通过测量小球碰撞前后摆起的角度,算出碰撞前后对应小球的速度。方案(三):通过纸带上两计数点间的距离及时间,由v=算出速度。方案(四):根据平抛运动知识,将速度的测量转化为长度的测量,用小球碰撞前后落地距离替代碰撞前后的速度。三、实验器材方案(一):气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。方案(二):带细线的小球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。方案(三):光滑长木板、交流电源、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥、刻度尺等。方案(四):斜槽,两个大小相等、质量不同的小球,重垂线,复写纸,白纸,天平,刻度尺,圆规,三角板等。四、(一):利用气垫导轨使两滑块发生一维碰撞。装置如图1。图1且用以下三种方式分别探究。①如图2所示,用细线将弹簧片拉成弓形,放在两个滑块之间,并使它们静止,然后烧断细线,两滑块随即向相反方向运动。探究烧断细线前后不变的量。图2②如图3所示,在滑块两端装上弹簧,使两滑块相互碰撞。探究碰撞前后不变的量。图3③如图4所示,在两滑块上分别装上撞针和橡皮泥,二者相碰撞后粘在一起。探究碰撞前后不变的量。图4具体步骤:(1)用天平测量两滑块质量m1、m2。(2)调整导轨使之处于水平状态,并使光电计时器系统正常工作。(3)记录光电门挡光片的宽度Δx以及光电计时器显示的挡光时间Δt,利用公式v=,计算出两滑块碰撞前后的速度。探究相互作用前后不变的量。(4)将实验中测得的物理量填入如下表格。(m1=________;m2=________)碰撞前碰撞后速度v1v2v1′v2′mvm1v1+m2v2m1v1′+m2v2′mv2m1v+m2vm1v1′2+m2v2′2++代入m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′(矢量式),看在误差允许的范围内是否成立。方案(二):利用等长悬线悬挂的半径相等的小球做实验。为了保证发生一维碰撞,最好选用钢杆悬挂的小球或选用双线摆。事先测量两个小球的质量m1、m2,然后一个小球静止,拉起另一个小球使它摆动到最低点时与静止小球相碰。由小球被拉起和摆动的角度来借助机械能守恒定律算出小球碰前速度v1和碰后速度v1′、v2′。代入m1v1=m1v1′+m2v2′(矢量式),看在误差允许的范围内是否成立。图5方案(三):利用小车在光滑桌面上碰撞另一静止小车。图6事先用天平测量小车A、B的质量m1、m2。小车A连接纸带通过打点计时器,小车B静止,两车碰撞端分别装上撞针和橡皮泥,两车撞后连成一体,通过纸带测出它们碰撞前后的速度v1和v。然后代入m1v1=(m1+m2)v,看在误差允许的范围内是否成立。方案(四):利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律。图7(1)用天平测出两小球的质量,并选定质量大的小球为入射小球。(2)按照如图7所示安装实验装置,调整固定斜槽使斜槽末端切线水平。(3)白纸在下,复写纸在上且在适当位置铺放好。记下重垂线所指的位置O。(4)不放被撞小球,让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下,重复10次。用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面,圆心P就是小球落点的平均位置。(5)把被撞小球放在斜槽末端,让入射小球从斜槽同一高度自由滚下,使它们发生碰撞,重复实验10次。用步骤(4)的方法,标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N,如图8所示。图8(6)连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度。将测量数据填入自制的表中。计算m1OP及m1OM+m2ON,看在误差允许的范围内是否相等。(1)计算表格中所涉及的各项的对应数据。(2)比较各类碰撞前后的数据结果。(3)结论:在误差允许的范围内,碰撞前后不变的量是物体的质量与速度的乘积之和,即m1v1