对重庆市2023届高三第三次质量测试物理卷碰撞实验的深度剖析

1 引言

近日，笔者看到网友们分享的重庆市2023届高三第三次质量测试物理卷，对其中的碰撞实验试题产生了浓厚的兴趣，因为该题与笔者做过的省级教研观摩课有着很大的契合度，因此也触发了更多思考。

2 试题与参考解析

参考解析

3 试题赏析

该题猛一看，就是一道传统的动量守恒实验试题，实验装置和实验方案都是十分传统的，但是试题的最后一问，显然将实验引向了深入。

对于传统的动量守恒而言，人们关注的是入射球每次释放的位置是否重合，水平对心碰撞实验条件是否满足，碰撞前后动量大小是否相等。

而最后一问的设置，意在考察学生对完全非弹性碰撞、非完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞三种碰撞情形在具体碰撞实验中的具体反映。

由于实验中是利用平抛运动的水平射程对应水平速度的，就必须从碰撞前后速度极其变化的角度分析碰撞实验。对于熟悉碰撞规律的学生来讲，若是完全弹性碰撞，碰撞前的靠近速度与碰撞后的分离速度必然相等；若是完全非弹性碰撞，碰撞后的分离速度必然为零；若是非完全弹性碰撞，碰撞前的靠近速度必然大于碰撞后的分离速度。

按照前述分析，观察实验数据，碰撞前的靠拢速度对应ON，碰撞后的分离速度对应MP，由于ON>MP，可得碰撞前的靠拢速度大于碰撞后的分离速度，且碰撞后的分离速度大于零。据此可得实验中两球的碰撞属于非完全弹性碰撞。

4 拓展研究

受到该题对传统实验的拓展的启发，笔者觉得还能该实验做进一步的挖掘，不妨补充如下两问：

第（4）小问，即如果实验中忘记测量两球的质量m1和m2，仅仅利用实验中获得的数据，能否求出两球的质量比？

第（5）小问，即多次实验发现，两球碰撞后的系统动量总是略大于碰撞前的动量，试分析其原因。