水 上 電 動(dòng) 碰 碰 船16.1 實(shí) 驗(yàn) ： 探 究 碰 撞 中 的 不 變 量 同 學(xué) 們 眼 中 的 碰 撞 。 。 。 碰碰碰 撞撞撞 物 理 學(xué) 家 眼 中 的 碰 撞 。 。 。 是 否 有 什 么守 恒 量 呢 ？ 1、 一 維 碰 撞 我 們 只 研 究 最 簡(jiǎn) 單 的 情 況 兩 個(gè) 物體 碰 撞 前 沿 同 一 直 線 運(yùn) 動(dòng) ， 碰 撞 后 仍 沿 同一 直 線 運(yùn) 動(dòng) 這 種 碰 撞 叫 做 一 維 碰 撞 兩 個(gè) 物 體 發(fā) 生 碰 撞 后 ， 速 度 一 般 都 會(huì) 發(fā)生 變 化 兩 個(gè) 物 體 的 質(zhì) 量 比 例 不 同 時(shí) ， 它 們 的速 度 變 化 也 不 一 樣 如 圖 所 示 ， A、 B是 懸 掛 起來(lái) 的 鋼 球 ， 把 小 球 A拉 起 使 其 懸線 與 豎 直 線 夾 一 角 度 a， 放 開 后A球 運(yùn) 動(dòng) 到 最 低 點(diǎn) 與 B球 發(fā) 生 碰撞 ， 碰 后 B球 擺 幅 為 角 1. 如 兩 球 的 質(zhì) 量 mA=mB， 碰 后 A球 靜 止 ， B球 擺 角 =， 這 說(shuō) 明A、 B兩 球 碰 后 交 換 了 速 度 ； 2.如 果 mAmB， 碰 后 A、 B兩 球 一 起 向 右 擺 動(dòng) ； 3. 如 果 mAmB， 碰 后 A球 反 彈 、 B球 向 右 擺 動(dòng) 以 上 現(xiàn) 象 說(shuō) 明 A、 B兩 球 碰 撞 后 ， 速 度 發(fā) 生 了 變 化 ， 當(dāng) A、 B兩 球 的 質(zhì) 量 關(guān) 系 發(fā) 生 變 化 時(shí) ， 速 度 變 化 的 情 況 也 不 同 2 追 尋 不 變 量 在 一 維 碰 撞 的 情 況 下 與 物 體 運(yùn) 動(dòng) 有 關(guān) 的量 只 有 物 體 的 質(zhì) 量 和 物 體 的 速 度 設(shè) 兩 個(gè) 物 體 的 質(zhì) 量 分 別 為 m1、 m2， 碰撞 前 它 們 速 度 分 別 為 v1、 v2， 碰 撞 后 的 速 度分 別 為 v1、 v2 規(guī) 定 某 一 速 度 方 向 為 正 碰 撞 前 后 速 度 的 變 化 和 物 體 的 質(zhì) 量 m的關(guān) 系 ， 我 們 可 以 做 如 下 猜 測(cè) ： 2 2 2 21 1 21 1 2 2 1 1 22 1 1 2 1 2 1 21 2 1 22 2(1) v v v v(3) m m mm v m v m v m v(2)m v m v m v m vm 碰 撞 前 后 物 體 質(zhì) 量 不 變 ， 但 質(zhì) 量 并 不描 述 物 體 的 運(yùn) 動(dòng) 狀 態(tài) ， 不 是 我 們 追 尋 的 “ 不變 量 ” 必 須 在 各 種 碰 撞 的 情 況 下 都 不 改 變 的量 ， 才 是 我 們 追 尋 的 不 變 量 1 實(shí) 驗(yàn) 必 須 保 證 碰 撞 是 一 維 的 ， 即 兩個(gè) 物 體 在 碰 撞 之 前 沿 同 一 直 線 運(yùn) 動(dòng) ， 碰 撞 之后 還 沿 同 一 直 線 運(yùn) 動(dòng) ; 2 用 天 平 測(cè) 量 物 體 的 質(zhì) 量 ； 3 測(cè) 量 兩 個(gè) 物 體 在 碰 撞 前 后 的 速 度 速 度 的 測(cè) 量 ： 可 以 充 分 利 用 所 學(xué) 的 運(yùn) 動(dòng)學(xué) 知 識(shí) ， 如 利 用 勻 速 運(yùn) 動(dòng) 、 平 拋 運(yùn) 動(dòng) ， 并 借助 于 斜 槽 、 氣 墊 導(dǎo) 軌 、 打 點(diǎn) 計(jì) 時(shí) 器 和 紙 帶 等來(lái) 達(dá) 到 實(shí) 驗(yàn) 目 的 和 控 制 實(shí) 驗(yàn) 條 件 圖 中 滑 塊 上 紅 色 部 分 為 擋 光 板 ， 擋 光 板 有 一 定 的寬 度 ， 設(shè) 為 L 氣 墊 導(dǎo) 軌 上 黃 色 框 架 上 安 裝 有 光 控 開關(guān) ， 并 與 計(jì) 時(shí) 裝 置 相 連 ， 構(gòu) 成 光 電 計(jì) 時(shí) 裝 置 當(dāng) 擋 光 板 穿 入 時(shí) ， 將 光 擋 住 開 始 計(jì) 時(shí) ， 穿 過(guò) 后 不再 擋 光 則 停 止 計(jì) 時(shí) ， 設(shè) 記 錄 的 時(shí) 間 為 t， 則 滑 塊 相 當(dāng)于 在 L的 位 移 上 運(yùn) 動(dòng) 了 時(shí) 間 t， 所 以 滑 塊 勻 速 運(yùn) 動(dòng) 的 速度 v=L/t 碰 撞 前 碰 撞 后質(zhì) 量 m1= m2= m1= m2=速 度 V1= V2= V1= V2=mv m1v1+m2v2= M1v1+m2v2=mv 2 m1v12+m2v22= M1v12+m2v22=v/m 1 21 2v vm m 1 21 2v v m m 實(shí) 驗(yàn) 記 錄 及 分 析 (a-1) 4 4 449 0 3 6 碰 撞 前 碰 撞 后質(zhì) 量 m1= m2= m1= m2=速 度 V1= V2= V1= V2=mv m1v1+m2v2= m1v1+m2v2=mv 2 m1v12+m2v22= m1v12+m2v22=v/m 1 21 2v vm m 1 21 2v v m m 實(shí) 驗(yàn) 記 錄 及 分 析 (a-2) 4 4 229 0 4.5 9 3636 碰 撞 前 碰 撞 后質(zhì) 量 m1= m2= m1= m2=速 度 V1= V2= V1= V2=mv m1v1+m2v2= m1v1+m2v2=mv 2 m1v12+m2v22= m1v12+m2v22=v/m 1 21 2v vm m 1 21 2v v m m 實(shí) 驗(yàn) 記 錄 及 分 析 (a-3) 2 2 446 0 -2 4 碰 撞 前 碰 撞 后質(zhì) 量 m1= m2= m1= m2=速 度 V1= V2= V1= V2=mv m1v1+m2v2= m1v1+m2v2=mv 2 m1v12+m2v22= m1v12+m2v22=v/m 1 21 2v vm m 1 21 2v v m m 實(shí) 驗(yàn) 記 錄 及 分 析 (b) 4 4 220 0 2 -4 碰 撞 前 碰 撞 后質(zhì) 量 m1= m2= m1= m2=速 度 V1= V2= V1= V2=mv m1v1+m2v2= m1v1+m2v2=mv 2 m1v12+m2v22= m1v12+m2v22=v/m 1 21 2v vm m 1 21 2v v m m 實(shí) 驗(yàn) 記 錄 及 分 析 (c) 4 4 229 0 6 6 將 打 點(diǎn) 計(jì) 時(shí) 器 固 定 在 光 滑 桌 面 的 一 端 ，把 紙 帶 穿 過(guò) 打 點(diǎn) 計(jì) 時(shí) 器 ， 連 在 小 車 的 后 面 。讓 小 車 A運(yùn) 動(dòng) ， 小 車 B靜 止 。 在 兩 小 車 的 碰 撞端 分 別 裝 上 撞 針 和 橡 皮 泥 ， 碰 撞 時(shí) 撞 針 插 入橡 皮 泥 中 ， 把 兩 個(gè) 小 車 連 接 成 一 體 (如 上 圖 )。通 過(guò) 紙 帶 測(cè) 出 它 們 碰 撞 前 后 的 速 度 。 基 本 思 路(一 維 碰 撞 ) 與 物 體 運(yùn) 動(dòng) 有 關(guān) 的 物 理 量可 能 有 哪 些 ？碰 撞 前 后 哪 個(gè) 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(zhì) 量 的 測(cè) 量 (天 平 );碰 撞 前 后 物 體 速 度 的 測(cè) 量 (利 用光 電 門 或 打 點(diǎn) 計(jì) 時(shí) 器 等 ).作 業(yè) ： P6 謝 謝 合 作 ！再 見 ！