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1、问题探究问题探究名师指点名师指点典例精析典例精析随堂演练随堂演练第十六章 第一节 工具工具工具工具栏目导引栏目导引1实验：探究碰撞中的不：探究碰撞中的不变量量问题探究问题探究名师指点名师指点典例精析典例精析随堂演练随堂演练第十六章 第一节 工具工具工具工具栏目导引栏目导引1碰撞中的特殊情况碰撞中的特殊情况一一维碰撞碰撞方案一：利用气方案一：利用气垫导轨实现一一维碰撞碰撞( (实验装置如装置如图所示所示) )(1)(1)质量的量的测量：用天平量：用天平测量量(2)(2)速度的速度的测量：量：v v ，式中，式中xx为滑滑块的的宽度，度，tt为光光电计时器器显示示的滑的滑块经过光光电门的的时间(3
2、)(3)各种碰撞情景的各种碰撞情景的实现：利用：利用弹簧片、簧片、细线、弹性碰撞架、胶布、撞性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥橡皮泥设计各种各种类型的碰撞，利用滑型的碰撞，利用滑块上加重物的方法改上加重物的方法改变碰撞物体的碰撞物体的质量量问题探究问题探究名师指点名师指点典例精析典例精析随堂演练随堂演练第十六章 第一节 工具工具工具工具栏目导引栏目导引方案二：利用等方案二：利用等长悬线悬挂等大的小球挂等大的小球实现一一维碰撞碰撞( (实验装置如装置如图所示所示) )( (1) )质量的量的测量：用天平量：用天平测量量( (2) )速度的速度的测量：可以量：可以测量小球被拉起的角量小球被拉起的角度，从
3、而算出碰撞前度，从而算出碰撞前对应小球的速度；小球的速度；测量量碰撞后小球碰撞后小球摆起的角度，从而算出被碰撞后起的角度，从而算出被碰撞后对应小球的速度小球的速度( (3) )不同碰撞情况的不同碰撞情况的实现：用：用贴胶布的方法胶布的方法增大两球碰撞增大两球碰撞时的能量的能量损失失问题探究问题探究名师指点名师指点典例精析典例精析随堂演练随堂演练第十六章 第一节 工具工具工具工具栏目导引栏目导引方案三：利用小方案三：利用小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实现一一维碰撞碰撞( (实验装置如装置如图所示所示) )( (1) )质量的量的测量：用天平量：用天平测量量( (2)
4、)速度的速度的测量：量：v ，x是是纸带上两上两计数点数点间的距离，可用刻度尺的距离，可用刻度尺测量，量，t为小小车经过x所用的所用的时间，可由打点，可由打点间隔算出隔算出问题探究问题探究名师指点名师指点典例精析典例精析随堂演练随堂演练第十六章 第一节 工具工具工具工具栏目导引栏目导引2追追寻不不变量量碰撞前后哪个物理量可能是不碰撞前后哪个物理量可能是不变的？大致有以下几种的？大致有以下几种可能供同学可能供同学们研究：研究：( (1) )m1v1m2v2m1v1m2v2探究以上各关系是否成立，关探究以上各关系是否成立，关键是准确是准确测量碰撞前后的量碰撞前后的速度速度v1、v2、v1、v2.问
5、题探究问题探究名师指点名师指点典例精析典例精析随堂演练随堂演练第十六章 第一节 工具工具工具工具栏目导引栏目导引方案一：气方案一：气垫导轨、光、光电计时器、天平、滑器、天平、滑块( (两个两个) )、弹簧片、簧片、细线、弹性碰撞架、胶布、撞性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥、橡皮泥方案二：方案二：带细线的的摆球球( (两套两套) )、铁架台、天平、量角器、架台、天平、量角器、坐坐标纸、胶布等、胶布等方案三：光滑方案三：光滑长木板、打点木板、打点计时器、器、纸带、小、小车( (两个两个) )、天平、撞天平、撞针、橡皮泥、橡皮泥问题探究问题探究名师指点名师指点典例精析典例精析随堂演练随堂演练第十六章 第
6、一节 工具工具工具工具栏目导引栏目导引不不论采用哪种方案，采用哪种方案，实验过程均可按程均可按实验方案合理安排，方案合理安排，参考步参考步骤如下：如下：1 1用天平用天平测相关相关质量量2 2安装安装实验装置装置3 3使物体使物体发生碰撞生碰撞4 4测量或量或读出相关物理量，出相关物理量，计算有关速度算有关速度5 5改改变碰撞条件，重复步碰撞条件，重复步骤3 3、4.4.6 6进行数据行数据处理、通理、通过分析比分析比较，找出碰撞中的守恒量，找出碰撞中的守恒量7 7整理器材，整理器材，结束束实验问题探究问题探究名师指点名师指点典例精析典例精析随堂演练随堂演练第十六章 第一节 工具工具工具工具栏
7、目导引栏目导引1保保证两个物体两个物体发生的是一生的是一维碰撞，即两个物体碰撞碰撞，即两个物体碰撞前沿同一直前沿同一直线运运动，碰撞后仍沿，碰撞后仍沿这条直条直线运运动2若利用气若利用气垫导轨进行行实验，调整气整气垫导轨时注意利注意利用水平用水平仪确保确保导轨水平水平3若利用若利用摆球球进行行实验，两小球静放，两小球静放时球心球心应在同一在同一水平水平线上，且上，且刚好接触，好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两直，将小球拉起后，两条条摆线应在同一在同一竖直面内直面内4碰撞有很多情形我碰撞有很多情形我们寻找的不找的不变量必量必须在各种碰在各种碰撞情况下都不改撞情况下都不改变，才符合要求，才符合要求
8、问题探究问题探究名师指点名师指点典例精析典例精析随堂演练随堂演练第十六章 第一节 工具工具工具工具栏目导引栏目导引为了探究碰撞中的不了探究碰撞中的不变量，将量，将实验中中测得的物理量填入如下表格得的物理量填入如下表格. .经过验证后可知，在误差允许的范围内，碰撞前、后不变的量是物体的经过验证后可知，在误差允许的范围内，碰撞前、后不变的量是物体的质量与速度的乘积之和，即质量与速度的乘积之和，即m m1 1v v1 1m m2 2v v2 2m m1 1v v1 1m m2 2v v2 2问题探究问题探究名师指点名师指点典例精析典例精析随堂演练随堂演练第十六章 第一节 工具工具工具工具栏目导引栏目
9、导引1 1碰撞前后是否在一条直碰撞前后是否在一条直线上，与上，与实验设计有关气有关气垫导轨很很好地控制了两个物体碰撞的一好地控制了两个物体碰撞的一维性，其他两个性，其他两个设计都存在碰撞不是都存在碰撞不是严格的一格的一维碰撞的碰撞的问题，造成，造成实验的的误差差2 2碰撞中是否受到其他力的影响，气碰撞中是否受到其他力的影响，气垫导轨存在存在这个个问题，比，比如如轨道不能安装水平，受到重力分力的影响；方案三的道不能安装水平，受到重力分力的影响；方案三的问题更更严重，重，水平木板水平木板轨道的摩擦是不可避免的道的摩擦是不可避免的3 3速度的速度的测量量误差，方案一是比差，方案一是比较好的，光好的，
10、光电计时误差差较小，小，另外两个方案另外两个方案误差稍大一些差稍大一些综上所述，方案一相比之下上所述，方案一相比之下较为准确，研究的准确，研究的项目也可以更多一目也可以更多一些些. . 问题探究问题探究名师指点名师指点典例精析典例精析随堂演练随堂演练第十六章 第一节 工具工具工具工具栏目导引栏目导引光滑桌面上有光滑桌面上有1、2两个小球两个小球.1球的球的质量量为0.3 kg，以，以8 m/s 的的速度跟速度跟质量量为0.1 kg的静止的的静止的2球球发生碰撞，碰撞后生碰撞，碰撞后2球的速度球的速度变为9 m/s，1球的速度球的速度变为5 m/s，方向与原来相同根据，方向与原来相同根据这些些实
11、验数据，数据，晓明明对这次碰撞的次碰撞的规律做了如下几律做了如下几项猜想：猜想：( (1) )碰撞后碰撞后2球球获得了速度，是否是得了速度，是否是1球把速度球把速度传递给了了2球？球？( (2) )碰撞后碰撞后2球球获得了得了动能，是否是能，是否是1球把球把动能能传递给了了2球？球？( (3) )若以上两种猜想均不成立，若以上两种猜想均不成立，则你能否找到两个小球碰撞你能否找到两个小球碰撞过程中的不程中的不变量？量？问题探究问题探究名师指点名师指点典例精析典例精析随堂演练随堂演练第十六章 第一节 工具工具工具工具栏目导引栏目导引解析：解析：(1)(1)经计算，算，2 2球增加的速度是球增加的速
12、度是9 m/s9 m/s，1 1球减小的速度是球减小的速度是3 m/s.3 m/s.因此，因此，这种猜想不成立种猜想不成立(2)(2)经计算，算，2 2球增加的球增加的动能是能是4.05 J4.05 J，1 1球减少的球减少的动能是能是5.85 J.5.85 J.这种猜想也不成立种猜想也不成立(3)(3)由由题意，意，1 1、2 2两个小球碰前的两个小球碰前的mvmv只有只有1 1球有：球有：m m1 1v v1 10.3 kg0.3 kg8 m/s8 m/s2.4 kg2.4 kgm/s.m/s.碰撞后两球的碰撞后两球的mvmv之和之和为：m m1 1vv1 1m m2 2vv2 20.3
13、kg0.3 kg5 m/s5 m/s0.1 kg0.1 kg9 m/s9 m/s1.5 kg1.5 kgm/sm/s0.9 kg0.9 kgm/sm/s2.4 kg2.4 kgm/s.m/s.由以上由以上计算可以看出，在碰撞算可以看出，在碰撞过程中，程中，mvmv这个量保持不个量保持不变答案：答案：(1)(1)不成立不成立(2)(2)不成立不成立(3)mv(3)mv问题探究问题探究名师指点名师指点典例精析典例精析随堂演练随堂演练第十六章 第一节 工具工具工具工具栏目导引栏目导引 有甲、乙两有甲、乙两辆小小车，质量分量分别为m1302 g，m2202 g，甲，甲小小车拖有拖有纸带，通，通过打点打
14、点计时器器记录它的运它的运动情况，乙小情况，乙小车静止在静止在水平桌面上，甲小水平桌面上，甲小车以一定的速度向乙小以一定的速度向乙小车运运动，跟乙小，跟乙小车发生碰生碰撞后与乙小撞后与乙小车粘合在一起共同运粘合在一起共同运动这个个过程中打点程中打点计时器在器在纸带上上记录的点迹如的点迹如图所示，在所示，在图上上还标出了用刻度尺量出的各点的数出了用刻度尺量出的各点的数据，已知打点据，已知打点计时器的打点器的打点频率率为50 Hz.问题探究问题探究名师指点名师指点典例精析典例精析随堂演练随堂演练第十六章 第一节 工具工具工具工具栏目导引栏目导引(1)(1)从从纸带上的数据可以得出：两上的数据可以得
15、出：两车碰撞碰撞过程程经历的的时间大大约为_s_s；( (结果保留两位有效数字果保留两位有效数字) )(2)(2)碰前甲碰前甲车的的质量与速度的乘量与速度的乘积大小大小为_kg_kgm/sm/s，碰后两，碰后两车的的质量与速度的乘量与速度的乘积为_kg_kgm/sm/s；( (结果保留三位有效数字果保留三位有效数字) )(3)(3)两两车碰撞碰撞过程中，两程中，两车的的质量与速度的乘量与速度的乘积如何如何变化？化？解析：解析：从从纸带上上0 0点开始每点开始每0.02 s0.02 s内甲内甲车位移分位移分别为13.2 mm13.2 mm、13.5 mm13.5 mm、13.5 mm13.5 m
16、m、12.6 mm12.6 mm、11.7 mm11.7 mm、10.8 10.8 mmmm、9.9 mm9.9 mm、9 mm9 mm、8.1 mm8.1 mm、8 mm8 mm、8 mm.8 mm.(1)(1)从以上数据可知从第从以上数据可知从第3 3点到第点到第8 8点是碰撞点是碰撞过程，程，则t t5 50.02 s0.02 s0.10 s0.10 s，该段段时间内甲内甲车做减速运做减速运动问题探究问题探究名师指点名师指点典例精析典例精析随堂演练随堂演练第十六章 第一节 工具工具工具工具栏目导引栏目导引( (3) )在在误差允差允许范范围内，碰撞前、后两内，碰撞前、后两车的的质量与速度
17、的乘量与速度的乘积之和之和保持不保持不变，即，即m1v1( (m1m2) )v.答案：答案：( (1) )0.10( (2) )0.2020.203( (3) )在在误差允差允许范范围内，碰撞内，碰撞前、后两前、后两车的的质量与速度的乘量与速度的乘积之和保持不之和保持不变问题探究问题探究名师指点名师指点典例精析典例精析随堂演练随堂演练第十六章 第一节 工具工具工具工具栏目导引栏目导引 某同学用如某同学用如图甲所示装置通甲所示装置通过半径相同的半径相同的A、B两球的两球的碰撞来探究碰撞碰撞来探究碰撞过程中的不程中的不变量量图中中PQ是斜槽，是斜槽，QR是水是水平槽平槽实验时先使先使A球从斜槽上某
18、一固定位置球从斜槽上某一固定位置G由静止开始由静止开始滚下，落到位于水平地面的下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹重复上述操上，留下痕迹重复上述操作作10次，得到次，得到10个落点痕迹再把个落点痕迹再把B球放在水平槽上靠近槽球放在水平槽上靠近槽末端的地方，末端的地方，让A球仍从位置球仍从位置G由静止开始由静止开始滚下，和下，和B球碰撞球碰撞后，后，A、B球分球分别在在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复上留下各自的落点痕迹，重复这种种操作操作10次下次下图甲中甲中O点是水平槽末端点是水平槽末端R在在记录纸上的垂直投上的垂直投影点影点B球落点痕迹如球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平乙所
19、示，其中米尺水平放置，且平行于行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与所在的平面，米尺的零点与O点点对齐问题探究问题探究名师指点名师指点典例精析典例精析随堂演练随堂演练第十六章 第一节 工具工具工具工具栏目导引栏目导引(1)(1)碰撞后碰撞后B B球的水平射程球的水平射程应取取为_cm._cm.(2)(2)在以下在以下选项中，哪些是本次中，哪些是本次实验必必须进行的行的测量量( () )A A水平槽上未放水平槽上未放B B球球时，测量量A A球落点位置到球落点位置到O O点的点的距离距离B BA A球与球与B B球碰撞后，球碰撞后，测量量A A球落点位置到球落点位置到O O点的距离点的距离C C
20、测量量A A球和球和B B球的球的质量量( (或两球或两球质量之比量之比) )D D测量量G G点相点相对于水平槽面的高度于水平槽面的高度问题探究问题探究名师指点名师指点典例精析典例精析随堂演练随堂演练第十六章 第一节 工具工具工具工具栏目导引栏目导引解析：解析：(1)A(1)A球与球与B B球碰后都做平抛运球碰后都做平抛运动，高度相同，高度相同，在空中运在空中运动时间都相同，水平射程与其速度成正比而都相同，水平射程与其速度成正比而水平射程是将水平射程是将1010个落点用尽量小的个落点用尽量小的圆圈起来，其圈起来，其圆心即心即为落点从尺上落点从尺上读数就可数就可读出出64.7 cm.64.7 cm.(2)(2)由于由于B B球是放在水平槽上，所以球是放在水平槽上，所以A A、B B两球的水平射两球的水平射程的起点都是程的起点都是O O点，点，应选A A、B B两两项设没放没放B B球球时，A A球落球落点点为M M，由，由动量守恒定律得量守恒定律得 ，需要，需要测量量A A、B B两球的两球的质量，量，应选C.C.答案：答案：(1)64.7(1)64.7(2)ABC(2)ABC 问题探究问题探究名师指点名师指点典例精析典例精析随堂演练随堂演练第十六章 第一节 工具工具工具工具栏目导引栏目导引练规范、练技能、练速度
