人教版高中物理选修35
知识点梳理
重点题型常考知识点巩固练习
实验研究碰撞中的动量守恒
【学习目标】
1明确探究碰撞中的不变量的基本思路
2掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前、后速度的测量方法
3掌握实验数据处理的方法
4掌握案例的原理、方法
【要点梳理】要点诠释
要点一、实验内容
1实验目的
该实验的目的是追寻碰撞过程中的不变量由于质量不是描述运动状态的量因此我们需要在包括物体质量和速度在内的整体关系中探究哪些是不变的所以实验中一方面需要控制碰撞必须是一维碰撞另一方面还要测量物体的质量和速度并通过计算探究不变量存在的可能性
2实验探究的基本思路
1一维碰撞
两个物体碰撞前沿同一直线运动碰撞后仍沿这一直线运动这种碰撞叫做一维碰撞
2追求不变量
在一维碰撞的情况下设两个物体的质量分别为12mm、碰撞前的速度分别为12vv、碰撞后的速度分别为12vv、如果速度与我们规定的正方向一致取正值相反取负值依次研究以下关系是否成立
①11112222mvmvmvmv
②11221122mvmvmvmv
③222211221122mvmvmvmv
④12121212
vvvvmmmm3实验探究的案例
方案一利用气垫导轨实现一维碰撞如图所示
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1质量的测量用天平测量
2速度的测量xvt
式中x为滑块挡光片的宽度t为数字计时器显示的滑块挡光片经过光电门的时间
3各种碰撞情景的实现利用弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥设计各种类型的碰撞利用滑块上加重物的方法改变碰撞物体的质量
方案二利用等长悬线悬挂等大小球实现一维碰撞如图所示
1质量的测量用天平测量
2速度的测量可以测量小球被拉起的角度从而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的速度
3不同碰撞情景的实现用贴胶布的方法增大两球碰撞时的能量损失
方案三利用小车在光滑桌面上碰撞另一静止小车实现一维碰撞如图所示
1质量的测量用天平测量
2速度的测量xvt
x是纸带上两计数点间的距离可用刻度尺测量t为小车经过x所用的时间可由打点间隔算出
4实验步骤
不论采用哪种方案实验过程均可按实验方案合理安排参考步骤如下
1用天平测相关质量
2安装实验装置
3使物体发生碰撞
4测量或读出相关物理量计算有关速度
5改变碰撞条件重复步骤3、4
6进行数据处理通过分析比较找出碰撞中的守恒量
7整理器材结束实验
5实验数据分析
碰撞前碰撞后
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6注意事项
1保证两物体发生的是一维碰撞r