实验《验证碰撞中的动量守恒》中的落点问题

  • 投稿铁柱
  • 更新时间2015-09-03
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文/王 勇

在实验《验证碰撞中的动量守恒》中,笔者在教学过程中发现,学生对不碰撞时入射球的落点P、碰撞后入射球A的落点M以及碰撞后被碰球的落点N三者的位置关系不太容易理解和接受,多数学生认为,既然碰撞后A、B两球的动量之和等于碰撞前A球的动量,那么碰撞后A、B两球的落点都应该比不碰撞时的落点更近一些,即下图中的M、N两点都应该在P点左侧。

针对此问题,笔者在教学过程中引导学生做如下分析,让学生真正弄清楚三个落点为什么会出现这样的位置关系,便于学生理解和记忆。

在该实验中,两小球的碰撞可以视为弹性碰撞,在碰撞过程中满足动量守恒和机械能守恒,可以得到如下表达式:

分析以上两个结果可以得到,本实验中必须要求入射小球A的质量比被碰小球B的质量大,从(3)式中可以看出,碰撞后入射小球A的速度小于碰撞前,因此碰撞后的落点M在P点左侧;对(4)式,由于mA>mB,所以2mA>mA+mB,Vb>V0。因此碰撞后B的落点在P点右侧。

以上分析对多数学生来讲并不困难,在教学过程中,教师应该引导学生发现问题,培养学生提出问题的能力,并能利用相关的物理知识解决问题,让学生在学习过程中多观察,多思考,能主动地去思考物理问题,而不是老师怎么教,学生就怎么学,这样才有利于学生的能力培养。

(作者单位:云南师大附中)