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1、【知识目标知识目标】 1. 明确探究碰撞中的不变量的基本思路；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的速度掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度 的测量方法；的测量方法； 3. 掌握实验数据处理的方法。掌握实验数据处理的方法。【重点、难点重点、难点】 1. 碰撞中的不变量的探究；碰撞中的不变量的探究； 2. 实验数据的处理实验数据的处理播放播放flash台球碰撞台球碰撞播放播放flash质子的发现质子的发现播放播放flash质子的发现质子的发现微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他
2、粒子。得一种粒子转化为其他粒子。 碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化。个物体发生碰撞后，速度都发生变化。两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样。一样。物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变（守恒）。不变（守恒）。实验探究的基本思路实验探究的基本思路1. 一维碰撞一维碰撞我们只研究最简单的情况我们只研究最简单的
3、情况两个物体碰撞前沿两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动。同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动。这种碰撞叫做一维碰撞。这种碰撞叫做一维碰撞。实验：实验：播放播放flash小球碰撞小球碰撞如图所示，把小球如图所示，把小球A拉起拉起使其悬线与竖直线夹一角度使其悬线与竖直线夹一角度 ，放开后放开后A球运动到最低点与球运动到最低点与B球球发生碰撞，碰后发生碰撞，碰后B球摆幅为球摆幅为 角。角。(1)mA=mB:(2)mAmB:(3)mAmB:以上现象说明以上现象说明A、B两球碰撞后，速度发生了变化，当两球碰撞后，速度发生了变化，当A、B两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同。两
4、球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同。2. 追寻不变量追寻不变量在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度。质量和物体的速度。2. 追寻不变量追寻不变量在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度。质量和物体的速度。设两个物体的质量分别为设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前它们速度分，碰撞前它们速度分别为别为v1、v2，碰撞后的速度分别为，碰撞后的速度分别为v1 、v2 。规定某一速度方向为正。规定某一速度方向为正。2. 追寻不变量追寻不变量在一维碰撞的
5、情况下与物体运动有关的量只有物体的在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度。质量和物体的速度。设两个物体的质量分别为设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前它们速度分，碰撞前它们速度分别为别为v1、v2，碰撞后的速度分别为，碰撞后的速度分别为v1 、v2 。规定某一速度方向为正。规定某一速度方向为正。碰撞前后速度的变化和物体的质量碰撞前后速度的变化和物体的质量m的关系，我们可的关系，我们可以做如下猜测：以做如下猜测：碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的动状态，不是我们追寻的“不变量不变量”。必须在各
6、种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们必须在各种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们追寻的不变量。追寻的不变量。实验条件的保证、实验数据的测量实验条件的保证、实验数据的测量1. 实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞之前实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动；沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动；2. 用天平测量物体的质量；用天平测量物体的质量；3. 测量两个物体在碰撞前后的速度。测量两个物体在碰撞前后的速度。速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫
7、导轨、打点计时匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。参考案例一种测速原理参考案例一种测速原理图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为为L气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置。连，构成光电计时装置。当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为停止计时，设记录的时间为t，则滑块相当于
8、在，则滑块相当于在L的位移上运动了的位移上运动了时间时间t，所以滑块匀速运动的速度，所以滑块匀速运动的速度v=L/t。参考案例一种测速原理参考案例一种测速原理用气垫导轨做碰撞实验用气垫导轨做碰撞实验碰撞前碰撞前碰撞后碰撞后质质量量m1=m2=m1=m2=速速度度v1=v2=v1 =0v2 =9mv m1v1+m2v2=m1v 1+m2v 2=mv2m1v12+m2v22=m1v 12+m2v 22=v/m实验记录及分析实验记录及分析(a-1)444490碰撞前碰撞前碰撞后碰撞后质质量量m1=m2=m1=m2=速速度度v1=v2=v1=v2=mv m1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m
9、1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m实验记录及分析实验记录及分析(a-2)4242904.59碰撞前碰撞前碰撞后碰撞后质质量量m1=m2=m1=m2=速速度度v1=v2=v1=v2=mv m1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m实验记录及分析实验记录及分析(a-3)242460-24碰撞前碰撞前碰撞后碰撞后质质量量m1=m2=m1=m2=速速度度v1=v2=v1=v2=mv m1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m实验记录及分析实验记录及分析(b)424200
10、2-4碰撞前碰撞前碰撞后碰撞后质质量量m1=m2=m1=m2=速速度度v1=v2=v1=v2=mv m1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m实验记录及分析实验记录及分析(c)42429066用小车研究碰撞用小车研究碰撞 将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。让小车点计时器，连在小车的后面。让小车A运动，小车运动，小车B静止。静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个小车连接成
11、一体（如上图）。通过纸入橡皮泥中，把两个小车连接成一体（如上图）。通过纸带测出它们碰撞前后的速度。带测出它们碰撞前后的速度。用小车研究碰撞用小车研究碰撞小结小结基本思路基本思路(一维碰撞一维碰撞)小结小结基本思路基本思路(一维碰撞一维碰撞)与物体运动有关的物理量可能有哪些？与物体运动有关的物理量可能有哪些？碰撞前后哪个物理量可能是不变的？碰撞前后哪个物理量可能是不变的？小结小结基本思路基本思路(一维碰撞一维碰撞)与物体运动有关的物理量可能有哪些？与物体运动有关的物理量可能有哪些？碰撞前后哪个物理量可能是不变的？碰撞前后哪个物理量可能是不变的？需要考虑需要考虑 的问题的问题小结小结基本思路基本思路(一维碰撞一维碰撞)与物体运动有关的物理量可能有哪些？与物体运动有关的物理量可能有哪些？碰撞前后哪个物理量可能是不变的？碰撞前后哪个物理量可能是不变的？需要考虑需要考虑 的问题的问题碰撞必须包括各种情况的碰撞；碰撞必须包括各种情况的碰撞；物体质量的测量（天平）；物体质量的测量（天平）；碰撞前后物体速度的测量（利用光电门或打点碰撞前后物体速度的测量（利用光电门或打点计时器等）。计时器等）。
