第十六章 动量守恒定律 第一节 实验：探究碰撞中的不变量
【知识目标】 1、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的测量方法． 3、掌握实验数据记录与处理的方法． 【重点、难点】 1、碰撞中的不变量的探究、速度测量； 2、实验数据的记录与处理。
碰撞是自然界常见的现象; 1、何为碰撞？ 2、例子： A.列车的碰撞连接。 B.台球碰撞-----运动状态改变。 C.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粒子．
两个物体发生碰撞后，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一样． 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不变量(即守恒)．
实验探究规律的基本思路： 有个别到一般、由简到繁。 1、一维碰撞 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．这种碰撞叫做一维碰撞．
2．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质量和物体的速度． 设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前它们速度分别为v1、v2，碰撞后的速度分别为v1’、v2’． 规定某一速度方向为正．否则为负。
碰撞前后哪个量可能是不变的？我们可以做大胆猜测： 1、质量m（但不是描述运动状态量）、速度v。 2、mv. 3、mv2
v/m. 也许………. 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．
需要考虑的问题： 1．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; 2．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． 速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，并借助于气垫导轨、光电计时装置、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件．
碰撞前 碰撞后 质量 m1= m2= 速度 V1= V2= mv m1v1+m2v2= mv2 m1v12+m2v22= v/m 4、实验数据的记录与处理（通常表格记录） 碰撞前 碰撞后 质量 m1= m2= 速度 V1= V2= mv m1v1+m2v2= mv2 m1v12+m2v22= v/m
参考案例一中测速原理 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，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t，则滑块相当于在L的位移上运动了时间t，所以滑块匀速运动的速度v=L/t．
实验记录及分析(a-1) 碰撞前 碰撞后 质量 m1=4 m2=4 速度 V1=9 V2=0 V1’=3 V2’=6 mv m1v1+m2v2= M1v’1+m2v’2= mv2 m1v12+m2v22= M1v’12+m2v’22= v/m
实验记录及分析(a-2) 碰撞前 碰撞后 质量 m1=4 m2=2 速度 V1=9 V2=0 V1=4.5 V2=9 mv m1v1+m2v2= mv2 m1v12+m2v22= v/m
实验记录及分析(a-3) 碰撞前 碰撞后 质量 m1=2 m2=4 速度 V1=6 V2=0 V1=-2 V2=4 mv m1v1+m2v2= mv2 m1v12+m2v22= v/m
实验记录及分析(b) 碰撞前 碰撞后 质量 m1=4 m2=2 速度 V1=0 V2=0 V1=2 V2=-4 mv m1v1+m2v2= mv2 m1v12+m2v22= v/m
实验记录及分析—(c) 碰撞前 碰撞后 质量 m1=4 m2=2 速度 V1=9 V2=0 V1=6 V2=6 mv m1v1+m2v2= mv2 m1v12+m2v22= v/m
通过本实验我们是否找到了“不变量”—守恒量？ 可能是mv.仍有猜想的性质。 在实验结果推导出的许许多多新结论都与事实一致时，猜想才能成为一条规律。 本节的意义所在？ 再次体验感知探究自然规律的方法、过程。
参考案例三中的原理--用小车研究碰撞 将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。让小车A运动，小车B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。
参考案例二中的原理--测速寻找不变量 如图所示，A、B是悬挂起来的钢球，把小球A拉起使其悬线与竖直线夹一角度a，放开后A球运动到最低点与B球发生碰撞，碰后B球摆幅为β角． 可求速度。
小结：探究碰撞中的不变量 基本思路 作业：课后问题与练习①② 1、与物体运动有关的物理量可能有哪些？ 2、碰撞前后哪个物理量可能是不变的？ (一维碰撞) 1、碰撞必须包括各种情况的碰撞; 2、物体质量的测量(天平); 3、碰撞前后物体速度的测量(利用光电门或打点计时器等). 需要考虑 的问题 作业：课后问题与练习①②