第一章4 实验：验证动量守恒定律-2020-2021学年新教材高中物理选择性必修第一册新课标辅导【精讲精练】人教版（课件ppt)

第一章 动量守恒定律 物理选择性 必修第一册 菜 单 4　实验：验证动量守恒定律 第一章 动量守恒定律 物理选择性 必修第一册 菜 单 [学业要求与核心素养] 1．会设计验证动量守恒定律的实验方案。 2．学会测量物体的质量和速度，验证在不受外力作用下系统动量守恒。 第一章 动量守恒定律 物理选择性 必修第一册 菜 单 1．一维碰撞 两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后_______这条_______运动。这种碰撞叫做一维碰撞。 一、实验原理 仍沿 直线 自主预习·基础落实 第一章 动量守恒定律 物理选择性 必修第一册 菜 单 2．动量守恒定律：系统不受外力或所受外力的合力为零时，系统的总动量保持不变。本实验只验证一维情况下系统的动量是否守恒。 第一章 动量守恒定律 物理选择性 必修第一册 菜 单 二、实验方案 方案1　利用气垫导轨结合光电门进行实验探究 实验装置如图1－4－1所示。 图1－4－1 第一章 动量守恒定律 物理选择性 必修第一册 菜 单 (1)质量的测量：用天平测量质量。 (2)速度的测量：利用公式v＝eq \f(Δx,Δt)，式中Δx为滑块挡光片的宽度，Δt为数字计时器显示的滑块挡光片经过光电门对应的时间。 (3)利用在滑块上增加重物的方法改变碰撞物体的质量。 第一章 动量守恒定律 物理选择性 必修第一册 菜 单 图1－4－2 第一章 动量守恒定律 物理选择性 必修第一册 菜 单 (4)实验方法 ①用细线将弹簧片压缩，放置于两个滑块之间，并使它们静止，然后烧断细线，弹簧片弹开后落下，两个滑块随即向相反方向运动(图甲)。 ②在两滑块相碰的端面装上弹性碰撞架(图乙)可以得到能量损失很小的碰撞。 ③在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个滑块连成一体运动(图丙)，这样可以得到能量损失很大的碰撞。 第一章 动量守恒定律 物理选择性 必修第一册 菜 单 方案2　利用斜槽上滚下的小球结合平抛运动进行的实验探究 如图1－4－3甲所示，让一个质量较大的小球从斜槽上滚下来，与放在斜槽水平末端的另一质量较小的小球发生碰撞，之后两小球都做平抛运动。 第一章 动量守恒定律 物理选择性 必修第一册 菜 单 图1－4－3 第一章 动量守恒定律 物理选择性 必修第一册 菜 单 (1)质量的测量：用天平测量质量。 (2)速度的测量：由于两小球下落的高度相同，所以它们的飞行时间相等。如果用小球的飞行时间为单位时间，那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度。只要测出不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离s1，以及碰撞后入射小球与被碰小球在空中飞出的水平距离s1′和s2′，就可以表示出碰撞前后小球的速度。 第一章 动量守恒定律 物理选择性 必修第一册 菜 单 (3)碰撞情景的实现：①不放被碰球，让入射球m1从斜槽上某一位置由静止滚下，记录平抛的水平位移s1。 ②在斜槽水平末端放上被碰球m2，让m1从斜槽同一位置由静止滚下，记下两小球离开斜槽做平抛运动的水平位移s1′、s2′。 ③探究m1s1与m1s1′＋m2s2′在误差范围内是否相等。 第一章 动量守恒定律 物理选择性 必修第一册 菜 单 (4)器材：斜槽、两个大小相等而质量不等的小球、重垂线、白纸、复写纸、刻度尺、天平、圆规。 第一章 动量守恒定律 物理选择性 必修第一册 菜 单 不论哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下： 1．用天平测出相关质量。 2．安装实验装置。 3．使物体发生一维碰撞，测量或读出相关物理量，计算相关速度。 三、进行实验 第一章 动量守恒定律 物理选择性 必修第一册 菜 单 4．改变碰撞条件，重复实验。 5．通过数据分析处理，找出碰撞中的不变量。 6．整理器材，结束实验。 第一章 动量守恒定律 物理选择性 必修第一册 菜 单 1．由实验记录的数据，计算碰撞前系统的总动量p＝m1v1＋m2v2和碰撞后系统的总动量p′＝m1v1′＋m2v2′。 2．比较p与p′在实验误差允许的范围内是否相等。 四、数据分析 第一章 动量守恒定律 物理选择性 必修第一册 菜 单 1．前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。 2．方案提醒 (1)若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平。 (2)利用平抛运动进行实验，斜槽末端必须水平，且小球每次从斜槽上同一位置由静止滚下；入射小球质量要大于被碰小球质量。 五、注意事项 第一章 动量