§1實驗：探究碰撞中的不變量§1實驗：探究碰撞中的不變量1碰撞是日常生活、生產活動中常見的一種現(xiàn)象，兩個物體發(fā)生碰撞后，速度都發(fā)生變化。兩個物體的質量比例不同時，它們的速度變化也不一樣。

那么，碰撞前后會不會有什么物理量保持不變？新課導入碰撞是日常生活、生產活動中常見的一種現(xiàn)象，新2一、探究碰撞中的不變量一維碰撞：碰撞前后兩個物體都在同一直線上運動。新課講授一、探究碰撞中的不變量一維碰撞：碰撞前后兩個物體都在同一直33.各種碰撞情景的實現(xiàn)：利用彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥設計各種類型的碰撞，利用滑塊上加重物的方法改變碰撞物體的質量。利用氣墊導軌實現(xiàn)一維碰撞1.質量的測量：用天平測量。兩個物體碰撞前沿同一直線運動，碰撞后仍沿這條直線運動。這種碰撞叫做一維碰撞。2.速度的測量：

，式中Δx

為滑塊上擋光片的寬度，Δt

為數(shù)字計時器顯示的滑塊上擋光片經過光電門的時間。3.各種碰撞情景的實現(xiàn)：利用彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布4氣墊導軌氣墊導軌5二、猜想碰撞中的不變量兩個物體各自的質量與自己的速度的乘積之和是不是不變量？也就是說，關系式m1?1+m2?2=m1?1′+m2?2′是否成立？或者各自的質量與自己的速度的二次方的乘積之和是不是量？也就是說，關系式m1?12+m2?22=m1?1′2+m2?2′2是否成立？還是有其他的可能？也許，兩個物體的速度與自己質量的比值之和在碰撞前后保持不變？也就是說，關系式是否成立？二、猜想碰撞中的不變量兩個物體各自的質量與自6方案一：氣墊導軌、光電計時器、天平、滑塊(兩個)、彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥。方案二：帶細線的擺球(兩套)、鐵架臺、天平、量角器、坐標紙、膠布等。方案三：光滑長木板、打點計時器、電源、紙帶、小車(兩個)、天平、撞針、橡皮泥。實驗器材方案一：氣墊導軌、光電計時器、天平、滑塊(兩個)、彈簧7不論采用哪種方案，實驗過程均可按實驗方案合理安排，參考步驟如下：1.用天平稱量相關物體的質量；2.安裝實驗器材；3.使物體發(fā)生碰撞；4.測量或讀出相關物理量的數(shù)據(jù)，計算有關速度；5.改變碰撞條件，重復步驟3、4；6.進行數(shù)據(jù)處理，通過分析比較，找出碰撞中的不變量；7.整理器材，結束實驗。實驗步驟不論采用哪種方案，實驗過程均可按實驗方案合理安排，參考步驟如81．實驗數(shù)據(jù)的處理實驗數(shù)據(jù)的處理和實驗結論

為了探究碰撞中的不變量，將實驗中測得的物理量填入如下表格，然后探究不變量。1．實驗數(shù)據(jù)的處理實驗數(shù)據(jù)的處理和實驗結論為9碰撞前碰撞后質量m1=4m2

=4m1=4m2=4速度?1=?2=0?1?=?2?=m?m1?1+m2?2=m1?1?

+m2?2?

=m?2m1?12+m2?22=m1?1?2+m2?2?2=實驗記錄及分析a─1（質量相等的兩物體的碰撞）碰撞前碰撞后質量m1=4m2=4m1=4m2=10碰撞前碰撞后質量m1=4m2

=2m1=4m2=2速度?1=?2=0?1?=?2?=m?m1?1+m2?2=m1?1?

+m2?2?

=m?2m1?12+m2?22=m1?1?2+m2?2?2=實驗記錄及分析a─2（改變被碰物的質量）碰撞前碰撞后質量m1=4m2=2m1=4m2=11碰撞前碰撞后質量m1=2m2

=4m1=2m2=4速度?1=?2=0?1?=?2?=m?m1?1+m2?2=m1?1?

+m2?2?

=m?2m1?12+m2?22=m1?1?2+m2?2?2=實驗記錄及分析a─3（改變碰撞物的質量和速度）碰撞前碰撞后質量m1=2m2=4m1=2m2=12碰撞前碰撞后質量m1=4m2

=2m1=4m2=2速度?1=0?2=0?1?=?2?=m?m1?1+m2?2=m1?1?

+m2?2?

=m?2m1?12+m2?22=m1?1?2+m2?2?2=實驗記錄及分析b（兩物體開始都靜止，相互作用后分開）碰撞前碰撞后質量m1=4m2=2m1=4m2=13碰撞前碰撞后質量m1=4m2

=2m1=4m2=2速度?1=?2=0?1?=?2?=m?m1?1+m2?2=m1?1?

+m2?2?

=m?2m1?12+m2?22=m1?1?2+m2?2?2=實驗記錄及分析c（兩物體碰撞后粘在一起運動）碰撞前碰撞后質量m1=4m2=2m1=4m2=14

經過驗證后可知，在誤差允許的范圍內，碰撞前后不變的量是物體的質量與速度的乘積，即

m1?1＋m2?2＝m1?1′＋m2?2′2.實驗結論經過驗證后可知，在誤差允許的范圍內，碰撞前后151．保證兩物體發(fā)生的是一維碰撞，即兩個物體碰撞前沿同一直線運動，碰撞后仍沿同一直線運動。2．若利用氣墊導軌進行實驗，調整氣墊導軌時注意利用水平儀確保導軌水平。3．若利用擺球進行實驗，兩小球靜放時球心應在同一水平線上，且剛好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應在同一豎直面內。4．碰撞有很多情形，我們尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不改變，才符合要求。注意事項1．保證兩物體發(fā)生的是一維碰撞，即兩個物體碰撞前沿同一直線運16某實驗小組選用水平氣墊導軌、光電門等測量裝置來探究碰撞中的不變量。實驗儀器如圖所示實驗過程：(1)調節(jié)氣墊導軌水平，并使光電計時器系統(tǒng)正常工作；(2)在滑塊1上裝上擋光片并測出其長度L；(3)在滑塊2的碰撞端面粘上橡皮泥(或雙面膠紙)；(4)用天平測出滑塊1和滑塊2的質量m1、m2；練一練某實驗小組選用水平氣墊導軌、光電門等測量裝置來探究碰撞中的不17(5)把滑塊1和滑塊2放在氣墊導軌上，讓滑塊2處于靜止狀態(tài)(?2＝0)，用滑塊1以初速度?1與之碰撞(這時光電計時器系統(tǒng)自動計算時間)，撞后兩者粘在一起，分別記下滑塊1的擋光片碰前通過光電門的遮光時間t1和碰后通過光電門的遮光時間t2；(6)先根據(jù)

計算滑塊1碰撞前的速度?1及碰后兩者的共同速度?；再計算兩滑塊碰撞前后質量與速度的乘積，并比較大小。(5)把滑塊1和滑塊2放在氣墊導軌上，讓滑塊218次數(shù)滑塊1滑塊2碰前質量×速度碰后質量×速度?1??2?m1?1m2?2(m1＋m2)?10.2900.18400.18420.4260.26900.269碰前、碰后質量×速度大小并不完全相等，產生誤差的原因是：請完成以上表格。實驗數(shù)據(jù)：m1＝0.324kg

m2＝0.181kg

L＝1.00×10－3

m速度單位：m/s次數(shù)滑塊1滑塊2碰前質量×速度碰后質量×速度?1??2?19次數(shù)滑塊1滑塊2碰前質量×速度碰后質量×速度?1??2?m1?1m2?2(m1＋m2)?10.2900.18400.18420.4260.26900.269

0.09400.0930.1380.1360測量時間、距離等存在誤差，由于阻力、氣墊導軌水平等造成誤差【答案】次數(shù)滑塊1滑塊2碰前質量×速度碰后質量×速度?1??2?20基本思路(一維碰撞)與物體運動有關的物理量可能有哪些？碰撞前后哪個物理量可能是不變的？需要考慮的問題碰撞必須包括各種情況的碰撞物體質量的測量(天平)碰撞前后物體速度的測量(利用光電門或打點計時器等)課堂總結基本思路與物體運動有關的物理量可能有哪些？需要考慮碰撞必須包21§1實驗：探究碰撞中的不變量§1實驗：探究碰撞中的不變量22碰撞是日常生活、生產活動中常見的一種現(xiàn)象，兩個物體發(fā)生碰撞后，速度都發(fā)生變化。兩個物體的質量比例不同時，它們的速度變化也不一樣。

那么，碰撞前后會不會有什么物理量保持不變？新課導入碰撞是日常生活、生產活動中常見的一種現(xiàn)象，新23一、探究碰撞中的不變量一維碰撞：碰撞前后兩個物體都在同一直線上運動。新課講授一、探究碰撞中的不變量一維碰撞：碰撞前后兩個物體都在同一直243.各種碰撞情景的實現(xiàn)：利用彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥設計各種類型的碰撞，利用滑塊上加重物的方法改變碰撞物體的質量。利用氣墊導軌實現(xiàn)一維碰撞1.質量的測量：用天平測量。兩個物體碰撞前沿同一直線運動，碰撞后仍沿這條直線運動。這種碰撞叫做一維碰撞。2.速度的測量：

，式中Δx

為滑塊上擋光片的寬度，Δt

為數(shù)字計時器顯示的滑塊上擋光片經過光電門的時間。3.各種碰撞情景的實現(xiàn)：利用彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布25氣墊導軌氣墊導軌26二、猜想碰撞中的不變量兩個物體各自的質量與自己的速度的乘積之和是不是不變量？也就是說，關系式m1?1+m2?2=m1?1′+m2?2′是否成立？或者各自的質量與自己的速度的二次方的乘積之和是不是量？也就是說，關系式m1?12+m2?22=m1?1′2+m2?2′2是否成立？還是有其他的可能？也許，兩個物體的速度與自己質量的比值之和在碰撞前后保持不變？也就是說，關系式是否成立？二、猜想碰撞中的不變量兩個物體各自的質量與自27方案一：氣墊導軌、光電計時器、天平、滑塊(兩個)、彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥。方案二：帶細線的擺球(兩套)、鐵架臺、天平、量角器、坐標紙、膠布等。方案三：光滑長木板、打點計時器、電源、紙帶、小車(兩個)、天平、撞針、橡皮泥。實驗器材方案一：氣墊導軌、光電計時器、天平、滑塊(兩個)、彈簧28不論采用哪種方案，實驗過程均可按實驗方案合理安排，參考步驟如下：1.用天平稱量相關物體的質量；2.安裝實驗器材；3.使物體發(fā)生碰撞；4.測量或讀出相關物理量的數(shù)據(jù)，計算有關速度；5.改變碰撞條件，重復步驟3、4；6.進行數(shù)據(jù)處理，通過分析比較，找出碰撞中的不變量；7.整理器材，結束實驗。實驗步驟不論采用哪種方案，實驗過程均可按實驗方案合理安排，參考步驟如291．實驗數(shù)據(jù)的處理實驗數(shù)據(jù)的處理和實驗結論

為了探究碰撞中的不變量，將實驗中測得的物理量填入如下表格，然后探究不變量。1．實驗數(shù)據(jù)的處理實驗數(shù)據(jù)的處理和實驗結論為30碰撞前碰撞后質量m1=4m2

=4m1=4m2=4速度?1=?2=0?1?=?2?=m?m1?1+m2?2=m1?1?

+m2?2?

=m?2m1?12+m2?22=m1?1?2+m2?2?2=實驗記錄及分析a─1（質量相等的兩物體的碰撞）碰撞前碰撞后質量m1=4m2=4m1=4m2=31碰撞前碰撞后質量m1=4m2

=2m1=4m2=2速度?1=?2=0?1?=?2?=m?m1?1+m2?2=m1?1?

+m2?2?

=m?2m1?12+m2?22=m1?1?2+m2?2?2=實驗記錄及分析a─2（改變被碰物的質量）碰撞前碰撞后質量m1=4m2=2m1=4m2=32碰撞前碰撞后質量m1=2m2

=4m1=2m2=4速度?1=?2=0?1?=?2?=m?m1?1+m2?2=m1?1?

+m2?2?

=m?2m1?12+m2?22=m1?1?2+m2?2?2=實驗記錄及分析a─3（改變碰撞物的質量和速度）碰撞前碰撞后質量m1=2m2=4m1=2m2=33碰撞前碰撞后質量m1=4m2

=2m1=4m2=2速度?1=0?2=0?1?=?2?=m?m1?1+m2?2=m1?1?

+m2?2?

=m?2m1?12+m2?22=m1?1?2+m2?2?2=實驗記錄及分析b（兩物體開始都靜止，相互作用后分開）碰撞前碰撞后質量m1=4m2=2m1=4m2=34碰撞前碰撞后質量m1=4m2

=2m1=4m2=2速度?1=?2=0?1?=?2?=m?m1?1+m2?2=m1?1?

+m2?2?

=m?2m1?12+m2?22=m1?1?2+m2?2?2=實驗記錄及分析c（兩物體碰撞后粘在一起運動）碰撞前碰撞后質量m1=4m2=2m1=4m2=35

經過驗證后可知，在誤差允許的范圍內，碰撞前后不變的量是物體的質量與速度的乘積，即

m1?1＋m2?2＝m1?1′＋m2?2′2.實驗結論經過驗證后可知，在誤差允許的范圍內，碰撞前后361．保證兩物體發(fā)生的是一維碰撞，即兩個物體碰撞前沿同一直線運動，碰撞后仍沿同一直線運動。2．若利用氣墊導軌進行實驗，調整氣墊導軌時注意利用水平儀確保導軌水平。3．若利用擺球進行實驗，兩小球靜放時球心應在同一水平線上，且剛好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應在同一豎直面內。4．碰撞有很多情形，我們尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不改變，才符合要求。注意事項1．保證兩物體發(fā)生的是一維碰撞，即兩個物體碰撞前沿同一直線運37某實驗小組選用水平氣墊導軌、光電門等測量裝置來探究碰撞中的不變量。實驗儀器如圖所示實驗過程：(1)調節(jié)氣墊導軌水平，并使光電計時器系統(tǒng)正常工作；(2)在滑塊1上裝上擋光片并測出其長度L；(3)在滑塊2的碰撞端面粘上橡皮泥(或雙面膠紙)；(4)用天平測出滑塊1和滑塊2的質量m1、m2；練一練某實驗小組選用水平氣墊導軌、光電門等測量裝置來探究碰撞中的不38(5)把滑塊1和滑塊2放在氣墊導軌上，讓滑塊2處于靜止狀態(tài)(?2＝0)，用滑塊1以初速度?1