第1.4课 实验：验证动量守恒定律（备好课）-2022-2023学年高二物理同步精品课堂（人教版2019选择性必修第一册）

新人教版 高中物理 选择性 必修一 第一章　动量守恒定律 第 4 课 实验：验证动量守恒定律 学习目标 能合理的选择实验器材并设计实验。 01 02 03 掌握不同的实验方法验证动量守恒定律。 会处理和分析实验数据，并得出准确结论 思考讨论 问题1：碰撞的过程遵守什么规律呢? 问题2：什么是一维碰撞？ 问题3：如何处理矢量的方向呢？ 问题4：如何设计实验？实验成功的条件是什么，如何保证？ 问题5：怎样测量物体的质量呢？ 问题6：怎样测量物体的速度呢？ 动量守恒的条件：系统不受外力，或者所受外力矢量和为零   A B m1 m2 m1 m2 m1 m2 A B 建立模型：实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动。 规定好正方向 利用天平称质量 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。 一、实验目的： 验证碰撞中的动量守恒。 二、实验思路 在一维碰撞(碰撞前后物体都在同一直线上运动)的情况下,令两个物体的质量分别为m1、m2,碰撞前的速度分别为v1、v2（v1>v2）,碰撞后的速度分别为v1'、v2',如果速度的方向与设定的坐标轴的正方向一致,取正值,反之则取负值。测出m1、m2,v1、v2,v1'、v2',若m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2',那么碰撞中动量守恒。 参考案例1：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 气垫导轨（减少摩擦） 碰撞滑块 光电门 L 挡光片（测量宽度应尽量减小误差） (1)质量的测量:用天平测量两滑块的质量m1和m2。 (2)速度的测量:利用公式v=,式中L为滑块(挡光片)的宽度,t为计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门所对应的时间。 (3)利用在滑块上增加重物的方法改变碰撞物体的质量。 2.实验中物理量的测量: 1.实验装置: 3.实验方法: (1)在两滑块相碰的端面上装上弹性碰撞架(图甲),可以得到能量损失很小的碰撞。 图甲 (2）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(图乙),这样可以得到能量损失很大的碰撞。 图乙 (3）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(图丙)。 图丙 4.实验数据记录与处理: 比较项 前 后 质量 m1 m2 m1 m2         速度 v1 v2 v1' v2'         总动量     5.实验结论: 碰后分开m1v1+m2·v2=m1·v1’+m2v2’ 碰后粘在一起运动 m1v1+m2·v2=（m1+m2）v共 两个静止滑块被弹簧片弹开 0=m1·v1’-m2v2’ 结论:碰撞前两滑块的动量之和等于碰撞后两滑块的动量之和。 6.注意事项: (1)气垫导轨是一种精度较高的现代化仪器,切忌振动、重压,严防碰伤和划伤,禁止在不通气的情况下将滑块在轨面上滑动。 (2)调整气垫导轨时要利用水平仪确保导轨水平。 若： 参考案例2：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 1.实验装置: 斜槽（末端水平） 复写纸 白纸 两个小球 铅垂线 (1)质量的测量:用天平测量两小球的质量m1和m2。 (2)速度的测量:用刻度尺测出小球落点的水平距离可根据平抛运动的规律计算出小球的水平初速度。本实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量，即x=vt（落地时间相同）。 2.实验中物理量的测量: h P M N O m1 m2 落点确定（圆心）： 3.实验方法: (1)用天平测出两个小球的质量,并选定质量大的小球为入射小球。 (2)安装实验装置，调整固定斜槽,应使斜槽末端水平,即在水平槽上放置小球,小球能够保持静止,说明槽口末端水平。 (3)在水平地面上适当位置铺放白纸,在白纸上铺放复写纸,记下铅垂线所指的位置O(斜槽末端)。 (4)不放被碰小球,让入射小球从斜槽上某固定高度滚下,重复10次。用尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面,圆心P就是小球落点的平均位置。 (5)把被碰小球放在斜槽末端,让入射小球从同一高度滚下,使它们发生碰用步骤(4)的方法,标出碰后入射小球落点的平均位置M和被碰小球的落点的平均位置N。 (6)连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度。将测量数据填入表中。 4.实验数据记录与处理: 5.实验结论: 结论:碰撞前两小球的动量之和等于碰撞后两小球的动量之和。 6.注意事项: (1)斜槽末端点的切线要水平。 (2)入射小球的质量大于被碰小球的质量，且两球大小要相同。 (3)每次入射小球在斜槽上同一高度自由滚下。 (4)白纸铺好后不能移动。 (5)