课件 1.4 实验：验证动量守恒定律-高中物理选择性必修1（新教材同步课件）

物 理 实验：验证动量守恒定律 讲师：朱坤林 选择性必修 第一册 情境导入 我们学习了动量守恒定律，能否用实验验证动量守恒定律？ 知识海洋 研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 1.实验原理 在一维碰撞中，测出物体的质量 m 和碰撞前后物体的速度、 ′，找出碰撞前的动量 p = m1+ m22 及碰撞后的动量 p′ = m11′ + m22′ ，看碰撞前后动量是否守恒。 2.实验器材 斜槽、大小相等而质量不同的小球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板等。 知识海洋 知识海洋 （3）在地面上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。 （4）在白纸上记下重垂线所指的位置O，它表示入射小球碰前的位置。 （5）先不放被碰小球，让入射小球从斜槽上同一高度处滚下，重复10次，用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面。圆心就是入射小球无碰撞时的落地点P。 （6）把被碰小球放在轨道末端，让入射小球从同一高度滚下，使它们发生正碰,重复10次，按照步骤（5）的方法找出入射小球落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N。 知识海洋 （7）过 O、N 在纸上作一直线，用刻度尺量出线段OP、OM、ON的长度，把两小球的质量和相应位置的数值代m1 OP = m1 OM + m2 ON，看是否成立。 = OP = m2 ON （8）整理实验器材放回原处。 知识海洋 4.注意事项 （1）斜槽末端的切线必须水平。 （2）入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放。 （3）两小球必须大小相同，选质量较大的小球作为入射小球。 （4）实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变。 5.实验结论：碰撞前的动量 = 碰撞后的动量 m1+ m22 = m11′ + m22′ 应用探究 例.如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。 (1)实验中，直接测量小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过测量____(填选项前的符号)，间接地解决这个问题。  A.小球开始释放高度h B.小球抛出点距地面的高度H C.小球做平抛运动的射程 C 应用探究 （2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量OP。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上S位置由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是______(填选项前的符号)。  A.用天平测量两个小球的质量m1、m2 B.测量入射小球开始释放高度 h C.测量抛出点距地面的高度 H D.分别找到两小球相碰后平均落地点的位置M、N E.测量平抛射程OM 、ON ADE 应用探究 例. 某同学在做“验证动量守恒定律”的实验中，实验室具备的实验器材有：斜槽轨道，两个大小相等、质量不同的小钢球 A、B，刻度尺，白纸，圆规，重垂线一条。实验装置及实验中小球运动轨迹及落点平均位置如图甲所示。 应用探究 （1）对于实验中注意事项、测量器材和需测量的物理量，下列说法中正确的是__________。  A. 实验前轨道的调节应注意使槽的末端的切线水平 B. 实验中要保证每次 A 球从同一高处由静止释放 C. 实验中还缺少的测量器材有复写纸和秒表 D. 实验中需测量的物理量只有线段 OP、 OM 和 ON 的长度 （2）实验中若小球 A 的质量为 m1，小球B的质量为m2，当 m1 > m2 时，实验中记下了 O、M、P、N 四个位置，若满足____________________________（用 m1、 m2、OM、 OP、ON 表示），则说明碰撞中动量守恒。  AB m1 · OP = m1 · OM + m2 · ON 应用探究 （3）此实验中若 mA = 1.5mB，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示，则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比 pA pB = _______。  ) = = 解： 1∶2 研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 1.实验器材 气垫导轨、光电计时器、天平、滑块（两个）、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。 2.实验设计 利用气垫导轨使两滑块发生一维碰撞，如图所示： 实验装置 知识海洋 以下几种方式分别探究： 1.选取两个质量不同的滑块，在两个滑块相互碰撞的端面装上弹性碰撞架，滑块碰撞后随即分开。 滑块碰撞后分开 2.在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和