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课件网) 从历史上看,一般说 来,这(引入新的概念) 向科学进步的最 选修3-5(必考) 16.1实验:探究碰撞中的不 碰撞是日常生 活、生产活动中常见 的一种现象,两个物 体发生碰撞后,速度 向都发生变化。 两个物体的质量 比例不同时,它们的 速度变化也不一样。 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。 在碰撞的过程中,遵循什么规律呢?有没有什么量是不 变的呢? 乙 内 问题 用两根长度相同的线绳,分别悬挂两个完全相同的钢球A、B,且两球 并排放置。 拉起A球,然后放开,该球与静止的B球发生碰撞。可以看到,碰 撞后A球停止运动而静止,B球开始运动,最终摆到和A球拉起时同样的 高度。 为什么会发生这样的现象呢? 从实验的现象似乎可以得出碰撞后,A 球的速度大小不变地“传给”了B球。这意 味着,碰撞前后,两球速度之和是不变的。 那么所有的碰撞都有这样的规律吗? 寻求碰撞中的不变量 演示 如图,将上面实验中的A球换成大小相同的球,但使C球质量大于B球 质量,用手拉起球至某一高度后放开,撞击静止的B球。我们可以看到 碰撞后B球获得较大的速度,摆起的最大高度大于0球被拉起时的高度 从实验可以看岀,质量大的0球与质量小的B球碰撞后,B球得到的速度比0球碰撞前的速度大,两 球碰撞前后的速度之和并不相等。 仔细观察你会发现,两球碰撞前后的速度 变化跟它们的质量有关系。质量大、速度较小 的0球,使质量小的B球获得了较大的速度。 对于上述实验的现象,两个物体碰撞前后不是速度之和不变,那会是什么物理 量保持不变呢?同学们可以有这样或者那样的猜想。 但猜想是否正确,还是需要通过实验事实来检验 我们下面的实验通过定量测量和分析实验数据来研究上述问题 图1.1-2碰撞实验装置 实验探究的基本思路 1.一维碰撞 我们只研究最简单的情况—一两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m、m2,碰撞前它们速度分别为 碰撞后的速度分别为 规定某一速度方向为正。碰撞前后速度的变化和物体的质 量的关系,我们可以做如下猜测: (1)两物体各自的质量与速度的乘积之和是不是不变量? 即:m1v+m212=m11+m2v2 (2)两物体各自的质量与速度一次方的乘积之和是不是不变量? 2 2 m,v, +mv nm,v,+mv (3)两物体各自的速度与质量的比值之和是不是不变量 m, m n2
