《高中物理 16.1实验 探究碰撞中的不变量（探究导学课型）课件 新人教版选修3-5.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 16.1实验 探究碰撞中的不变量（探究导学课型）课件 新人教版选修3-5.ppt（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十六章动量守恒定律1实验:探究碰撞中的不变量1.1.明确探究碰撞中不变量的基本思路。明确探究碰撞中不变量的基本思路。2.2.探究一维碰撞中的不变量。探究一维碰撞中的不变量。1.1.实验实验猜想猜想: :在一在一维维碰撞的前提下碰撞的前提下, ,设设两个物体的两个物体的质质量分量分别为别为m m1 1、m m2 2, ,碰撞前碰撞前它它们们的速度分的速度分别为别为v v1 1、v v2 2, ,碰撞后的速度分碰撞后的速度分别为别为v v1 1、v v2 2。规规定某一速度方向定某一速度方向为为正。正。碰撞前后速度的碰撞前后速度的变变化和物体的化和物体的质质量的关系量的关系, ,我我们们可以做如
2、下猜可以做如下猜测测: :(1)m(1)m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2=m=m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2 上面的关系式中哪一个是成立的上面的关系式中哪一个是成立的? ?2.2.实验实验方案方案: :方案方案( (一一):):利用气利用气垫导轨垫导轨完成一完成一维维碰撞碰撞实验实验; ;方案方案( (二二):):利用等利用等长悬线悬长悬线悬挂等大的小球完成一挂等大的小球完成一维维碰撞碰撞实验实验; ;方案方案( (三三):):在光滑桌面上两在光滑桌面上两车车碰撞完成一碰撞完成一维维碰撞碰撞实验实验; ;方案方案( (四四):):利用等大的小球做平抛运利用等大的小
3、球做平抛运动动完成一完成一维维碰撞碰撞实验实验。这这四个四个实验实验方案共同之方案共同之处处都是需要用天平都是需要用天平测测量量发发生碰撞的物体生碰撞的物体质质量量, ,不同之不同之处处在于速度的在于速度的测测量方法各不相同量方法各不相同: :方案方案( (一一):):利用配套的光利用配套的光电计时电计时装置装置测测出两滑出两滑块块各种情况下碰各种情况下碰撞前后的速度。撞前后的速度。方案方案( (二二):):可以通可以通过测过测量小球碰撞前后量小球碰撞前后摆摆起的角度起的角度, ,算出碰撞前算出碰撞前后后对应对应小球的速度。小球的速度。方案方案( (三三):):通通过纸带过纸带上两上两计计数点
4、数点间间的距离及的距离及时间时间, ,由由v= v= 算出算出速度。速度。方案方案( (四四):):根据平抛运根据平抛运动动知知识识, ,将速度的将速度的测测量量转转化化为长为长度的度的测测量量, ,用小球碰撞前后落地距离替代碰撞前后的速度。用小球碰撞前后落地距离替代碰撞前后的速度。方案方案( (一一):):气气垫导轨垫导轨、光、光电计时电计时器、天平、滑器、天平、滑块块( (两个两个) )、弹弹簧簧片、片、细绳细绳、弹弹性碰撞架、胶布、撞性碰撞架、胶布、撞针针、橡皮泥等。、橡皮泥等。方案方案( (二二):):带细线带细线的小球的小球( (两套两套) )、铁铁架台、天平、量角器、坐架台、天平、
5、量角器、坐标纸标纸、胶布等。、胶布等。方案方案( (三三):):光滑光滑长长木板、打点木板、打点计时计时器、器、纸带纸带、小、小车车( (两个两个) )、天、天平、撞平、撞针针、橡皮泥、刻度尺等。、橡皮泥、刻度尺等。方案方案( (四四):):斜槽斜槽, ,两个大小相等、两个大小相等、质质量不同的小球量不同的小球, ,重垂重垂线线, ,复写复写纸纸, ,白白纸纸, ,天平天平, ,刻度尺刻度尺, ,圆规圆规, ,三角板等。三角板等。【实验过实验过程】程】一、一、实验实验步步骤骤方案方案( (一一):):利用气利用气垫导轨垫导轨使两滑使两滑块发块发生一生一维维碰撞。碰撞。这这一一实验实验不不仅仅能
6、保能保证证碰撞是一碰撞是一维维的的, ,还还可以做出多种情形的碰撞可以做出多种情形的碰撞, ,速度的速度的测测量量误误差差较较小小, ,这这个方案是本个方案是本实验实验的首的首选选。(1)(1)用天平用天平测测量两滑量两滑块质块质量量m m1 1、m m2 2。(2)(2)调调整整导轨导轨使之使之处处于水平状于水平状态态, ,并使光并使光电计时电计时器系器系统统正常工正常工作。作。(3)(3)记录记录光光电门挡电门挡光片的光片的宽宽度度xx以及光以及光电计时电计时器器显显示的示的挡挡光光时时间间t,t,利用公式利用公式v= v= 计计算出两滑算出两滑块块碰撞前后的速度。探究相碰撞前后的速度。探
7、究相互作用前后不互作用前后不变变的量。的量。(4)(4)气气垫导轨垫导轨上可以做三次不同的上可以做三次不同的实验实验: :如如图图所示所示, ,用用细线细线将将弹弹簧片拉成弓形簧片拉成弓形, ,放在两个滑放在两个滑块块之之间间, ,并并使它使它们们静止静止, ,然后然后烧烧断断细线细线, ,两滑两滑块块随即向相反方向运随即向相反方向运动动。探究。探究烧烧断断细线细线前后不前后不变变的量。的量。如如图图所示所示, ,在滑在滑块块两端装上两端装上弹弹簧簧, ,使两滑使两滑块块相互碰撞。探究碰相互碰撞。探究碰撞前后不撞前后不变变的量。的量。如如图图所示所示, ,在两滑在两滑块块上分上分别别装上撞装上
8、撞针针和橡皮泥和橡皮泥, ,二者相碰后粘二者相碰后粘在一起。探究碰撞前后不在一起。探究碰撞前后不变变的量。的量。将将实验实验中中测测得的物理量填入如下表格。得的物理量填入如下表格。(m(m1 1=_;m=_;m2 2=_)=_)碰撞前碰撞前碰撞后碰撞后速度速度v v1 1v v2 2v v1 1v v2 2mvmvm m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2m m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2mvmv2 2代入代入m m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2=m=m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2(矢量式矢量式),),看在看在误误差允差允许许的范的范围围内
9、内是否成立。是否成立。方案方案( (二二):):利用等利用等长悬线悬长悬线悬挂的半径相等的小球做挂的半径相等的小球做实验实验。为为了保了保证发证发生一生一维维碰撞碰撞, ,最好最好选选用用钢钢杆杆悬悬挂挂的小球或的小球或选选用双用双线摆线摆。事先。事先测测量两个小球量两个小球的的质质量量m m1 1、m m2 2, ,然后一个小球静止然后一个小球静止, ,拉起另一拉起另一个小球使它个小球使它摆动摆动到最低点到最低点时时与静止小球相碰。由小球被拉起和与静止小球相碰。由小球被拉起和摆动摆动的角度来算出小球碰前速度的角度来算出小球碰前速度v v1 1和碰后速度和碰后速度v v1 1、v v2 2。代
10、入。代入m m1 1v v1 1=m=m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2( (矢量式矢量式),),看在看在误误差允差允许许的范的范围围内是否成立。内是否成立。方案方案( (三三):):利用小利用小车车在光滑桌面上碰撞另一静止小在光滑桌面上碰撞另一静止小车车。事先用天平事先用天平测测量小量小车车A A、B B的的质质量量m m1 1、m m2 2。小。小车车A A连连接接纸带纸带通通过过打打点点计时计时器器, ,小小车车B B静止静止, ,两两车车碰撞端分碰撞端分别别装上撞装上撞针针和橡皮泥和橡皮泥, ,两两车车撞后撞后连连成一体成一体, ,通通过纸带测过纸带测出它出它们们碰撞前后的
11、速度碰撞前后的速度v v1 1和和v v。然后。然后代入代入m m1 1v v1 1=(m=(m1 1+m+m2 2)v,)v,看在看在误误差允差允许许的范的范围围内是否成立。内是否成立。方案方案( (四四):):利用斜槽上利用斜槽上滚滚下的小球下的小球验证动验证动量守恒定律。量守恒定律。(1)(1)用天平用天平测测出两小球的出两小球的质质量量, ,并并选选定定质质量大的小球量大的小球为为入射小球。入射小球。(2)(2)按照如按照如图图所示安装所示安装实验实验装置装置, ,调调整固定斜槽使斜槽底端水平。整固定斜槽使斜槽底端水平。(3)(3)白纸在下白纸在下, ,复写纸在上且在适当位置铺放好。记
12、下重垂线所复写纸在上且在适当位置铺放好。记下重垂线所指的位置指的位置O O。(4)(4)不放被撞小球不放被撞小球, ,让让入射小球从斜槽上某固定高度入射小球从斜槽上某固定高度处处自由自由滚滚下下, ,重复重复1010次。用次。用圆规圆规画尽量小的画尽量小的圆圆把所有的小球落点圈在里面。把所有的小球落点圈在里面。圆圆心心P P就是小球落点的平均位置。就是小球落点的平均位置。(5)(5)把被撞小球放在斜槽末端把被撞小球放在斜槽末端, ,让让入射小球从斜槽同一高度自由入射小球从斜槽同一高度自由滚滚下下, ,使它使它们发们发生碰撞生碰撞, ,重复重复实验实验1010次。用步次。用步骤骤(4)(4)的方
13、法的方法, ,标标出出碰后入射小球落点的平均位置碰后入射小球落点的平均位置M M和被撞小球落点的平均位置和被撞小球落点的平均位置N,N,如如图图所示。所示。(6)(6)连连接接ON,ON,测测量量线线段段OPOP、OMOM、ONON的的长长度。将度。将测测量数据填入自制量数据填入自制的表中。最后代入的表中。最后代入m m1 1OP=mOP=m1 1OM+mOM+m2 2ON,ON,看在看在误误差允差允许许的范的范围围内是否内是否成立。成立。二、数据处理二、数据处理1.1.计计算表格中所涉及的各算表格中所涉及的各项项的的对应对应数据。数据。2.2.比比较较各各类类碰撞前后的数据碰撞前后的数据结结
14、果。果。3.3.结论结论: :经过验证经过验证后可知后可知, ,在在误误差允差允许许的范的范围围内内, ,碰撞前后不碰撞前后不变变的量是物体的的量是物体的质质量与速度的乘量与速度的乘积积之和之和, ,即即m m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2=m=m1 1v v1 1+ + m m2 2v v2 2。【实验探究】【实验探究】1.1.在在“利用气利用气垫导轨垫导轨探究碰撞探究碰撞过过程中的守恒量程中的守恒量”时时, ,需将气需将气垫垫导轨调导轨调至水平至水平, ,其水平的其水平的标标志是什么志是什么? ?提示提示: :打开气泵后打开气泵后, ,导轨上的滑块应能在导轨上的任何位置保持导
15、轨上的滑块应能在导轨上的任何位置保持静止。静止。2.2.在在“利用利用单摆单摆探究碰撞中的守恒量探究碰撞中的守恒量”的的实验实验中中, ,角度的角度的测测量量该该用什么方法用什么方法实现实现? ?提示提示: :用一块木板用一块木板, ,上面固定一张白纸上面固定一张白纸, ,把它放在两个小球摆动、把它放在两个小球摆动、碰撞的那个竖直平面的后面碰撞的那个竖直平面的后面, ,先用铅笔描下一个小球被拉起静先用铅笔描下一个小球被拉起静止时细线和小球的位置止时细线和小球的位置, ,同时用铅笔描下被撞小球静止时细线同时用铅笔描下被撞小球静止时细线和小球的位置。两个小球碰撞后和小球的位置。两个小球碰撞后, ,
16、再用铅笔描下它们摆动所能再用铅笔描下它们摆动所能达到最高时小球的位置达到最高时小球的位置, ,可以采取第一次先粗略描出可以采取第一次先粗略描出, ,第二次再第二次再相对精确描出的方法相对精确描出的方法, ,然后测量角度然后测量角度, ,计算碰撞前、后的速度。计算碰撞前、后的速度。3.“3.“利用打点利用打点计时计时器探究碰撞中的守恒量器探究碰撞中的守恒量”时时, ,发现纸带发现纸带上的上的点迹有一部分分布均匀点迹有一部分分布均匀, ,有一部分分布不均匀有一部分分布不均匀, ,应选应选取哪一部分取哪一部分计计算速度算速度, ,试试分析分析选选取的原因。取的原因。提示提示: :应选取均匀部分计算速
17、度应选取均匀部分计算速度, ,不均匀部分可能是碰撞过程中不均匀部分可能是碰撞过程中打下的。打下的。4.4.怎怎样样才能保才能保证证碰撞是一碰撞是一维维的的? ?提示提示: :可以利用凹槽或气垫导轨限定物体在同一直线上运动可以利用凹槽或气垫导轨限定物体在同一直线上运动, ,也也可以利用长木板限定物体在同一直线上运动可以利用长木板限定物体在同一直线上运动, ,或使两物体重心或使两物体重心连线与速度方向共线。连线与速度方向共线。5.5.怎怎样测样测量物体运量物体运动动的速度的速度? ?提示提示: :方案方案( (一一):v= ,):v= ,式中式中xx为滑块上挡光片的宽度为滑块上挡光片的宽度,t,t
18、为为光电计时器显示的挡光片经过光电门的时间。光电计时器显示的挡光片经过光电门的时间。方案方案( (二二): ): 式中式中l为绳长为绳长,为小球被拉起或被为小球被拉起或被撞小球摆起的角度。撞小球摆起的角度。方案方案( (三三):v= ,):v= ,式中式中x x为小车匀速运动时纸带上各点之间的距离为小车匀速运动时纸带上各点之间的距离, ,t t为通过为通过x x所用的时间。所用的时间。方案方案( (四四):):设重垂线所指的位置为设重垂线所指的位置为O,O,入射小球未发生碰撞时的入射小球未发生碰撞时的落地点为落地点为P,P,发生碰撞时入射小球落地点的平均位置为发生碰撞时入射小球落地点的平均位置
19、为M,M,被碰小被碰小球落地点的平均位置为球落地点的平均位置为N,N,以小球的落地时间为单位以小球的落地时间为单位, ,可以用可以用OMOM、OPOP、ONON的长度表示相应的速度。的长度表示相应的速度。类类型一型一 利用气利用气垫导轨垫导轨使两滑使两滑块发块发生一生一维维碰撞碰撞【典例【典例1 1】如如图图所示所示为为用气用气垫导轨实验垫导轨实验探究碰撞中的不探究碰撞中的不变变量的量的实验实验装置装置, ,遮光片遮光片D D在运在运动过动过程中的遮光程中的遮光时间时间tt被光被光电计时电计时器器自自动记录动记录下来。在某次下来。在某次实验实验中中, ,滑滑块块1 1和滑和滑块块2 2质质量分
20、量分别为别为m m1 1 =0.240kg=0.240kg、m m2 2=0.220kg,=0.220kg,滑滑块块1 1运运动动起来起来, ,向着静止在向着静止在导轨导轨上的上的滑滑块块2 2撞去撞去, ,碰撞之前滑碰撞之前滑块块1 1的的挡挡光片光片经过经过光光电门时电门时, ,光光电计时电计时器器自自动记录动记录下来的下来的时间时间t=110.7mst=110.7ms。碰撞之后。碰撞之后, ,滑滑块块1 1和滑和滑块块2 2粘粘连连在一起在一起, ,挡挡光片通光片通过过光光电门电门的的时间时间t=214.3ms,t=214.3ms,已知两滑已知两滑块块上的上的挡挡光板的光板的宽宽度都是度
21、都是x=3cm,x=3cm,问问: :(1)(1)碰撞前后两滑碰撞前后两滑块块各自的各自的质质量与速度乘量与速度乘积积之和相等之和相等吗吗, ,即即m m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2=m=m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2成立成立吗吗? ?(2)(2)碰撞前后两滑碰撞前后两滑块块各自的各自的质质量与速度平方乘量与速度平方乘积积之和相等之和相等吗吗, ,即即 成立成立吗吗? ?【解析】【解析】(1)(1)因为滑块遮光片的宽度是因为滑块遮光片的宽度是x,x,遮光片通过光电门遮光片通过光电门的时间是的时间是t,t,所以滑块速度可用公式所以滑块速度可用公式v= v= 求出。
22、碰撞之前求出。碰撞之前, ,滑滑块块1 1的速度的速度v v1 1= =0.271 m/s= =0.271 m/s碰撞之前碰撞之前, ,滑块滑块2 2静止静止, ,所以所以v v2 2=0=0碰撞之后碰撞之后, ,两滑块粘连在一起两滑块粘连在一起v v1 1=v=v2 2= =0.140 m/s= =0.140 m/sm m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2=0.2400.271kgm/s=0.065kgm/s=0.2400.271kgm/s=0.065kgm/sm m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2=(0.240+0.220)0.140kgm/s=(0.240+0.22
23、0)0.140kgm/s=0.064 kgm/s=0.064 kgm/s所以所以, ,在误差允许范围内在误差允许范围内, ,m m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2=m=m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2成立。成立。(2)(2)碰撞之前碰撞之前: : =0.2400.271 =0.2400.2712 2J=0.018 JJ=0.018 J碰撞之后碰撞之后: : =(0.240+0.220)0.140 =(0.240+0.220)0.1402 2J=0.009 JJ=0.009 J可见可见 答案答案: :(1)(1)成立成立(2)(2)不成立不成立类类型二型二 用等用等长悬
24、线悬长悬线悬挂的半径相等的小球碰撞挂的半径相等的小球碰撞【典例【典例2 2】某同学利用如某同学利用如图图所示的装置探究碰所示的装置探究碰撞中的不撞中的不变变量。量。图图中两中两摆摆长摆摆长相同相同, ,悬悬挂于同挂于同一高度一高度,A,A、B B两两摆摆球均很小球均很小, ,质质量之比量之比为为1212。当两当两摆摆均均处处于自由静止状于自由静止状态时态时, ,其其侧侧面面刚刚好接触。向左上方拉好接触。向左上方拉动动B B球使其球使其摆线摆线伸直并与伸直并与竖竖直方向成直方向成4545角角, ,然后将其由静止然后将其由静止释释放放, ,结结果果观观察到两察到两摆摆球粘在一起球粘在一起摆动摆动,
25、 ,且最大且最大摆摆角角为为3030。此。此实实验验能否成功地能否成功地说说明碰撞前后明碰撞前后质质量与速度的乘量与速度的乘积积是不是不变变量量? ?【解析】【解析】设摆球设摆球A A、B B的质量分别为的质量分别为m mA A、m mB B, ,摆长为摆长为l,B,B球的初始球的初始高度为高度为h h1 1, ,碰撞前碰撞前B B球的速度为球的速度为v vB B。在不考虑摆线质量的情况下。在不考虑摆线质量的情况下, ,根据题意及机械能守恒定律得根据题意及机械能守恒定律得h h1 1= =l(1-cos45)(1-cos45)碰撞前速度碰撞前速度 所以碰撞前质量与速度乘积为所以碰撞前质量与速度
26、乘积为同理可得碰撞后共同速度同理可得碰撞后共同速度碰撞后质量与速度乘积为碰撞后质量与速度乘积为(m(mA A+m+mB B)v)vABAB=(m=(mA A+m+mB B) )所以所以 代入已知条件得代入已知条件得 所以所以m mB Bv vB B=(m=(mA A+m+mB B)v)vABAB所以所以, ,此实验成功地说明了碰撞前后质量与速度的乘积是不变此实验成功地说明了碰撞前后质量与速度的乘积是不变量。量。答案答案: :能能类类型三型三 利用小利用小车车在光滑桌面上碰撞另一静止小在光滑桌面上碰撞另一静止小车车【典例【典例3 3】某同学某同学设计设计了一个用打点了一个用打点计时计时器探究碰撞
27、中的不器探究碰撞中的不变变量的量的实验实验: :在小在小车车A A的前端粘有橡皮泥的前端粘有橡皮泥, ,使小使小车车A A做匀速运做匀速运动动, ,然然后与原来静止的小后与原来静止的小车车B B相碰并粘合成一体相碰并粘合成一体, ,继续继续做匀速运做匀速运动动。他。他设计设计的具体装置如的具体装置如图图所示所示, ,在小在小车车后后连连接着接着纸带纸带, ,电电磁打点磁打点计时计时器使用的器使用的电电源源频频率率为为50Hz,50Hz,长长木板木板垫垫着小木片以平衡摩擦力。着小木片以平衡摩擦力。(1)(1)若已得到打点若已得到打点纸带纸带如如图图所示所示, ,并并测测得各得各计计数点数点间间距
28、距( (标标在在图图上上) )。A A为为运运动动起点起点, ,则应该选择则应该选择_段来段来计计算小算小车车A A碰前的碰前的速度速度, ,应选择应选择_段来段来计计算小算小车车A A和小和小车车B B碰后的共同速度。碰后的共同速度。( (以上空格均以上空格均选选填填“AB”“BC”“CD”“AB”“BC”“CD”或或“DE”)“DE”)(2)(2)已已测测得小得小车车A A的的质质量量m m1 1=0.40kg,=0.40kg,小小车车B B的的质质量量m m2 2=0.20kg,=0.20kg,由以由以上上测测量量结结果可得碰前果可得碰前m m1 1v v0 0=_kgm/s;=_kgm
29、/s;碰后碰后(m(m1 1+m+m2 2)v)v共共=_kgm/s=_kgm/s。( (保留三位有效数字保留三位有效数字) )由此得出由此得出结论结论_。【解析】【解析】(1)(1)分析纸带上的点迹可以看出分析纸带上的点迹可以看出,BC,BC段既表示小车段既表示小车A A做做匀速运动匀速运动, ,又表示小车又表示小车A A具有较大的速度具有较大的速度, ,故故BCBC段能准确地描述段能准确地描述小车小车A A碰前的运动情况碰前的运动情况, ,应当选择应当选择BCBC段计算小车段计算小车A A碰前的速度碰前的速度, ,而而DEDE段内小车运动稳定段内小车运动稳定, ,故应选择故应选择DEDE段
30、计算碰后小车段计算碰后小车A A和小车和小车B B的的共同速度。共同速度。(2)(2)小车小车A A碰撞前的速度碰撞前的速度: : 小车小车A A在碰撞前质量与速度乘积在碰撞前质量与速度乘积: :m m1 1v v0 0=0.401.050kgm/s=0.420 kgm/s=0.401.050kgm/s=0.420 kgm/s碰撞后小车碰撞后小车A A和小车和小车B B的共同速度的共同速度: : 碰撞后小车碰撞后小车A A和小车和小车B B的总质量与速度乘积的总质量与速度乘积: :(m(m1 1+m+m2 2)v)v共共=(0.40+0.20)0.695kgm/s=(0.40+0.20)0.6
31、95kgm/s=0.417 kgm/s=0.417 kgm/s结论结论: :在误差允许的范围内在误差允许的范围内, ,一维碰撞中一维碰撞中mvmv的矢量和是守恒的。的矢量和是守恒的。答案答案: :(1)BC(1)BCDEDE(2)0.420(2)0.4200.4170.417在误差允许的范围内在误差允许的范围内, ,一维碰撞中一维碰撞中mvmv的矢量和是守恒的的矢量和是守恒的类类型四型四 利用斜槽上利用斜槽上滚滚下的小球的碰撞下的小球的碰撞实验实验【典例【典例4 4】利用如利用如图图所示的所示的实验实验装置装置, ,可探究碰撞中的不可探究碰撞中的不变变量量, ,由于小球的下落高度是定由于小球的
32、下落高度是定值值, ,所以所以, ,小球落在地面上的水平位移小球落在地面上的水平位移就代表了平抛运就代表了平抛运动时动时水平初速度的大小水平初速度的大小, ,这样这样碰前速度和碰后碰前速度和碰后速度就可以用平抛运速度就可以用平抛运动动的水平位移来表示。的水平位移来表示。(1)(1)(多多选选) )为为了尽量准确找到碰撞中的不了尽量准确找到碰撞中的不变变量量, ,以下要求正确的以下要求正确的是是_。A.A.入射小球的半径入射小球的半径应该应该大于被碰小球的半径大于被碰小球的半径B.B.入射小球的半径入射小球的半径应该应该等于被碰小球的半径等于被碰小球的半径C.C.入射小球每次入射小球每次应该应该
33、从斜槽的同一位置由静止滑下从斜槽的同一位置由静止滑下D.D.斜槽末端必斜槽末端必须须是水平的是水平的(2)(2)(多多选选) )关于小球的落点关于小球的落点, ,正确的是正确的是_。A.A.如果小球每次从斜槽的同一位置由静止滑下如果小球每次从斜槽的同一位置由静止滑下, ,重复几次的落重复几次的落点一定是完全重合的点一定是完全重合的B.B.由于偶然因素存在由于偶然因素存在, ,重复操作重复操作时时小球的落点不会完全重合小球的落点不会完全重合, ,但但是落点是落点应应当比当比较较密集密集C.C.测测定落点定落点P P的位置的位置时时, ,如果几次落点的位置分如果几次落点的位置分别为别为P P1 1
34、、P P2 2、PPn n, ,则则落点的平均位置落点的平均位置 D.D.尽可能用最小的尽可能用最小的圆圆把各个落点圈住把各个落点圈住, ,这这个个圆圆的的圆圆心位置就是心位置就是小球落点的平均位置小球落点的平均位置(3)(3)若已知入射小球与被碰小球的若已知入射小球与被碰小球的质质量之比量之比为为m m1 1mm2 2=83,OP= =83,OP= 20cm,PN=16cm,20cm,PN=16cm,则则OMOM的的值值大大约约等于多少等于多少, ,本本实验实验才算达到才算达到实验实验目目的的? ?【解析】【解析】(1)(1)只有两个小球的半径相等只有两个小球的半径相等, ,才能保证碰后小球
35、做平才能保证碰后小球做平抛运动抛运动, ,所以所以A A错误错误,B,B正确正确; ;入射小球每次应该从斜槽的同一位入射小球每次应该从斜槽的同一位置由静止滑下置由静止滑下, ,才能使得小球平抛运动的落点在同一位置才能使得小球平抛运动的落点在同一位置, ,所以所以C C正确正确; ;斜槽末端必须水平也是保证小球碰后做平抛运动的必要斜槽末端必须水平也是保证小球碰后做平抛运动的必要条件条件, ,所以所以D D正确。正确。(2)(2)为了提高实验的准确性为了提高实验的准确性, ,需要重复多次需要重复多次, ,找到小球平抛落地找到小球平抛落地的平均位置的平均位置, ,只有这样只有这样, ,才能有效减小偶
36、然误差才能有效减小偶然误差, ,因此因此B B、D D选项选项正确。正确。(3)(3)设小球做平抛运动的落地时间为设小球做平抛运动的落地时间为t,t,则入射小球碰撞之前的则入射小球碰撞之前的速度速度 入射小球碰撞之后的速度入射小球碰撞之后的速度 被碰小球碰撞之后的速度被碰小球碰撞之后的速度 若碰撞前后各自质量与速度的乘积之和不变若碰撞前后各自质量与速度的乘积之和不变, ,则则m m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2=m=m1 1vv1 1+m+m2 2v v2 2成立成立, ,即即 因为因为m m1 1mm2 2=83,=83,所以所以OM=6.5cmOM=6.5cm。答案答案: :(1)B(1)B、C C、D D(2)B(2)B、D D(3)6.5cm(3)6.5cm
