探究小球二维碰撞动量守恒的方法与比较

刘成 项华

【摘 要】目前中学物理教学与实验一般只涉及两小球在直线上的碰撞，二维碰撞运动是新内容。笔者运用文献研究法和实验方法，分别利用数码相机的“连拍合成技术”“高速连拍技术”和“摄像技术”对两球斜碰过程进行图形获取、图像处理、数据分析，分析总结得出尽量减小验证二维动量守恒实验误差的技术方法，以便增强课程的科学性、可操作性与趣味性，进而提升学生的探究能力。

【关键词】视频分析法；数码相机；二维动量守恒；拍摄技术；误差

【中图分类号】G434 【文献标识码】B

【论文编号】1671-7384（2015）01-0073-03

在人教版高中物理选修3-5《动量守恒定律》一章中，教师用滑块在气垫导轨上的直线运动演示“验证动量守恒定律”的实验，这个实验研究的是一维碰撞动量守恒，但实际生活中更多的是二维或是三维的斜碰，如台球的碰撞、保龄球的碰撞、微观粒子的碰撞和天体的碰撞等[1]。二维或三维运动是大学物理实验教学中的重要内容[2]，在现有的普通物理实验教学中，一般只涉及两小球在直线上的碰撞，二维碰撞运动是新内容。

利用视频分析法探究小球“二维碰撞动量守恒”既有利于学生对动量守恒物理知识的完整理解，又有利于学生掌握利用多媒体技术及基本的数字化研究方法。本论文分别利用 “连拍合成技术”“高速连拍技术”和“摄像技术”三种技术对小球二维碰撞动量守恒进行探究实验。

实验准备

1.实验工具与软件：CASIO（EX—FH100）数码相机、计算机、三脚架、光滑的玻璃平面、水平仪、两个颜色不同大小质量相同的直径为25mm的小球、Mr.captor频闪截屏软件、几何画板等。……