实验研究碰撞中的动量守恒.doc

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尝试：研究碰撞中(Zhong)的动量守恒
【进(Jin)修目标】
1．明白探讨碰撞中的不变量的根本思绪；
2．把握统一条直线上活动的两个物体碰撞前、后速度的测量方式；
3．把握尝试数据处置的方式；
4．把握案例的道理时器探讨碰撞中的不变量的尝试：在小车的前端粘有橡皮泥，鞭策小车使之做匀速直线活动，然后与本来静止在前方的小车相碰并粘合成一体，继续做匀速直线活动．他设计的详细装配如图甲所示．在小车后面连着纸带，电磁打点计时器的电源频率为50 Hz，长木板下垫着小木片用以均衡摩擦力．
〔1〕假设已获得打点纸带如图乙所示，并将测得的各计数点间距标在图上，为活动肇端的第一点．那么应选________段计较碰前的速度，应选________段计较和碰后的配合速度．〔填“〞或“〞“〞或“〞〕
〔2〕已测得小车的质量，小车的质量，由以上测量成果可得：碰前，碰后．
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〔3〕经由过程以上尝试及计较成果，你能得出什么结论？
【思绪点拨】解此类问题关头是求小车的速度，而小车碰撞前后的速度求解方式是操纵纸带上匀速活动过程求解，为了减小测量的相对误差，应多测几个间距来求速度．
【谜底】〔1〕 〔2〕
【解析】〔1〕小车碰前做匀速直线活动，打出纸带上的点应该是间距平均的，故计较小车碰前速度应选段；段上所打的点由稀变密，可见在段两小车互相碰撞．碰撞后一路做匀速直线活动，所打出的点又是间距平均的，故应选段计较碰后速度．
〔2〕，
碰前
碰后
触类旁通:
【变式】用半径一样的两个小球的碰撞探讨碰撞中的不变量，尝试装配如下图，斜槽与程度槽圆滑毗连．
尝试时先不放球，使球从斜槽上某一固定点由静止滚下，落到位于程度地面的记实纸上留下陈迹．再把球静置于程度槽的前端边缘处，让球仍从处由静止滚下，球和球碰撞后别离落在记实纸上留下各自的陈迹．记实纸上的点是重垂线所指的位置，假设测得各落点陈迹到点的距离 ：，，，并两球的质量比为，那么未放球时球落点是记实纸上的________ 点，系统碰撞前总动量与碰撞后总动量的百分误差________．〔成果保存一位有用数字〕
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【谜(Mi)底】
【解析】未(Wei)放球时球的落点是．用小球的质量和程度位移的乘积取代动量，那么有
类型二、气垫导轨研究物体速度
例2．为了研究碰撞，尝试可以在气垫导轨长进展，如许就可以年夜年夜减小阻力，使滑块在碰撞前后的活动可以当作是匀速活动，使尝试的靠得住性及精确度得以进步．在某次尝试中，两铝制滑块在一程度长气垫导轨上相碰，用闪光拍照机每隔的时候拍摄一次照片，每次拍摄时闪光的延续时候很短，可以忽略，如下图，之间的质量关系是，拍摄共进展了次，第一次是在两滑块相撞之前，今后的三次是在碰撞之后．本来处于静止状况，设滑块在拍摄闪光照片的这段时候内是在至这段规模内活动〔以滑块上的箭头位置为准〕，试按照闪光照片求出：
〔1〕两滑块碰撞前后的速度各为几多？
〔2〕按照闪光照片阐发申明两滑块碰撞前后各自的质量与本身的速度的乘积和是不是不变量？
【谜底】看法析
【解析】由图阐发可知，
〔1〕碰撞后：
从发生碰撞到第二次拍摄照片，活动的时候是
由此可知：从拍摄第一次照片到发生碰撞的时候为
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那么碰撞前物体的速度为
由题意得
〔2〕碰撞前：
碰撞后：
所以
即碰撞前后两个物体各自的质量与本身的速度的乘积之和是不变量．
【总结升华】精确把握标题问题中信息“本来处于静止状况〞是准确阐发照片信息的前提，图示滑块位置只是对应活动中分歧时刻的几个状况，碰撞不必然发生在闪光时刻，在不计碰撞时候的环境下，相邻两位置对应的时候仍为闪光距离，但碰撞前后物体速度分歧，所以在这内不成以用总位移与总时候的比值求速度．
触类(Lei)旁通:
【变(Bian)式】气垫导轨〔如图甲〕工作时，空气从导轨外表的小孔喷出，在导轨外表和滑块内外表之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨外表直接接触，年夜年夜减小了滑块活动时的阻力．为了验证动量守恒定律，在程度气垫导轨上放置两个质量均为的滑块，每个滑块的一端别离与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为．气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以分歧的速度相向活动，两滑块相碰后粘在一路继续活动．图乙为某次尝试打出的、点迹明晰的纸带的一局部，在纸带上以同间距的个持续点为一段划分纸带，用刻度尺别离量出其长度和．假设题中各物理量的单元均为国际单元，郡么，碰撞前两滑块的动量巨细别离为________、________，两滑块的总动量巨细为________；碰撞后两滑块的总动量巨细为____