1.4 实验：验证动量守恒定理（教学课件）【教学无忧】2022-2023学年高二物理同步精品备课（人教版2019选择性必修第一册）

1.4 实验：验证动量守恒定律 人教版（2019）普通高中物理选择性必修第一册同步教学课件 第一章 动量守恒定律 目录 1 实验思路 2 物理量的测量 3 数据分析 4 案例分析 问题 碰撞的过程遵守什么规律呢? 视频1：质量相同的钢球碰撞 视频2：质量相差较多的钢球碰撞 结论：碰撞过程中，速度的变化与质量的大小有关。 新课引入 学习任务一：实验思路 两个物体在发生碰撞时，作用时间很短。根据动量定理，它们的相互作用力很大。如果把这两个物体看作一个系统，那么，虽然物体还受到重力、支持力、摩擦力、空气阻力等外力的作用，但是有些力的矢量和为0，有些力与系统内两物体的相互作用力相比很小。因此，在可以忽略这些外力的情况下，碰撞满足动量守恒定律的条件。 v1 m1 m2 课堂合作探究 学习任务二：物理量的测量 天平 利用运动学知识，如匀速运动、平抛运动，借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。 课堂合作探究 学习任务三：数据分析 根据选定的实验方案设计实验数据记录表格。选取质量不同的两个物体进行碰撞，测出物体的质量（m1，m2）和碰撞前后的速度（v1，v1′，v2，v2′），分别计算出两物体碰撞前后的总动量，并检验碰撞前后总动量的关系是否满足动量守恒定律，即 m1v1′＋ m2v2′＝ m1v1 ＋ m2v2 课堂合作探究 学习任务四：案例分析 方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 mA＞mB , 运动滑块A撞击静止滑块B。 两静止滑块被弹簧弹开，一个向左，一个向右 弹性碰撞架 mAv1=mA·v2+mBv3 mAv=(mA+mB)v共 0=mAvA-mBvB 课堂合作探究 学习任务四：案例分析 方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 课堂合作探究 学习任务四：案例分析 方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 课堂合作探究 学习任务四：案例分析 方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 课堂合作探究 学习任务四：案例分析 方案二：用平抛演示仪装置验证动量守恒定律 1、实验装置 斜槽（末端水平） 两个小球 复写纸 白纸 天平、刻度尺、重垂线 课堂合作探究 学习任务四：案例分析 方案二：用平抛演示仪装置验证动量守恒定律 P M N O m1 m2 m1OP＝m1OM＋m2ON 课堂合作探究 课堂合作探究 学习任务四：案例分析 注意事项 （1）实验之前需要将气垫导轨调节水平； （2）实验时应该确保发生的是一维碰撞； （3）测量挡光片的宽度时应尽量减小误差； 课堂合作探究 学习任务四：案例分析 注意事项 （1）斜槽末端要切线要水平； （2）每次小球下滑要从同一位置处由静止释放； （3）要保证对心碰撞，两球必须大小相等； （4） 小球的诸多落点要用用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面，该小圆的圆心即为小球的平均落点 ； （5）入射小球的质量mA和被碰小球的质量mB的大小关系是mA >mB 。 课堂合作探究 学习任务四：案例分析 尝试分析以下其他实验方案 课堂合作探究 课堂小结 实验验证动量守恒定律的方法 研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 m1 · OP = m1 · OM + m2 · ON 成立，则动量守恒； 反之，动量不守恒 研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 利用天平测量滑块质量 利用光电门测量物体 碰撞前后速度 通过计算可判断碰撞过程动量是否守恒 考点一：实验原理与操作 【例1】在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置： （1） 若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为，则____。 A. ， B. ， C. ， D. ， 典例探究 考点一：实验原理与操作 （3） 设入射小球的质量为，被碰小球的质量为，则在用图甲所示装置进行实验时（为碰前入射小球落点的平均位置），所得“验证动量守恒定律”的结论为_____________________________。（用装置图中的字母表示） （2） 若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中一定需要的是_____。 A. 直尺 B. 游标卡尺 C. 天平 D. 弹簧测力计 E. 秒表 典例探究 考点一：实验原理与操作 [解析] （1）为防止反弹造成入射小球返回斜槽，要求入射小球质量大于被碰小球质量，即；为使入射小球与被碰小球发生对心碰撞，要求两小球半径相等，故C正确。 （、 （2）设入射小球为，被碰小球为，球碰前的速度为，相碰后的速度分别为。由于两球都从同一高度做平抛运动，当以运动时间为一个计时单位时，可以用它们平抛的水平位移表示碰撞前后的速度。因此，需验证的动量守恒关系可表示为。所以需要直尺、天平，而无需弹簧测力计、秒表。由于题中两个小球都可认为是