河北省邢台市第三中学高中物理选修3-5导学案（无答案）：第16章第1节实验：探究碰撞中的不变量

第十六章 动量守恒定律 第1节实验：探究碰撞中的不变量 【学习目标】 1.探究碰撞中的不变量之间的关系. 2.掌握在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.通过实验得到一维碰撞中的不变量表达式. 【使用说明与学法指导】 1．依据课标要求及学习目标，15分钟认真研读课本并完成预习案，20分钟完成探究案。 2．将你预习中的疑问填在“我的疑问”，准备在课堂上组内讨论. 【预习案】 一、实验原理 1.两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后____________运动.这种碰撞叫做一维碰撞. 2.实验的基本思路：寻求不变量 在一维碰撞的情况下，令两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前的速度分别为v1、v2，碰撞后的速度分别为v1′、v2′，如果速度的方向与我们设定的坐标轴的正方向一致，取正值，反之则取负值.探究以下关系式是否成立： (1)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′； (2)m1v＝m1v1′2＋m2v2′2；＋m2v (3)v1/m1+v2/m2=v1’/m1+v2’/m2 . 二、需要考虑的问题及实验方案 1.质量的测量：用________测量. 2.速度的测量： 方案1：利用气垫导轨结合光电门 (1)所需测量量：滑块(挡光板)的宽度Δx，滑块(挡光板)经过光电门的时间Δt. (2)速度的计算：v＝________. (3)碰撞情景的实现 图1 如图1所示，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________________的方法改变碰撞物体的质量. (4)器材：气垫导轨、光电计时器、滑块(带挡光板、两个)、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥. 方案2：利用摆球结合机械能守恒定律 图2 (1)所需测量量：悬点至球心的距离l，摆球被拉起或碰后的角度θ. (2)速度的计算：v＝________. (3)碰撞情景的实现：如图2所示，用____________的方法增大两球碰撞时的能量损失. (4)器材：带细线的摆球(两套)、铁架台、量角器、坐标纸、胶布. 方案3：利用“光滑”水平面结合打点计时器. (1)所需测量量：纸带上两计数点间的距离Δx，小车经过Δx所用的时间Δt. (2)速度的计算：v＝________. (3)碰撞情景的实现：如图3所示，A运动，B静止，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡