2018年人教版选修3-4同步讲义:第十六章 1 实验:探究碰撞中的不变量
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1 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.

一、实验原理

1.一维碰撞

两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后仍沿这条直线运动.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,设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)m1v12+m2v22=m1v1′2+m2v2′2;

(3)+=+.

二、实验方案设计

方案1:用气垫导轨结合光电门的实验探究

(1)质量的测量:用天平测量.

(2)速度的测量:v=,式中的Δx为滑块上挡光板的宽度,Δt为数字计时显示器显示的滑块上的挡光板经过光电门的时间.

(3)碰撞情景的实现