1.4实验：验证动量守恒定律 课件 -2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

高考导航 1.基本考察点： 探究实验的思想和方法,特别是对实验原理、实验步骤、实验数据的处理及误差分析等问题的掌握； 2. 题型及难度： 多以实验题形式进行考查,难度中等。 1. 4 实验：验证动量守恒定律 问题引入 　　动量守恒定律的适用条件是系统不受外力，或者所受外力的矢量和为 0 。现实生活中所有的物体都会受到各种力的作用，很难满足这种理想化的条件。但是，在某些情况下，可以近似满足动量守恒的条件，想一想，哪些情况可以近似满足动量守恒条件。 实验思路 　　我们把发生碰撞的两个物体看做一个系统，当这个系统所受的外力的矢量和不为零，但与系统内两个物体间的相互作用力相比很小时，可以近似认为碰撞满足动量守恒定律的条件。 设计实验 　 试着设计一个实验来验证动量守恒定律，并思考以下问题： (1)实验中哪些物体构成了要研究的系统？ (2)如何创造条件，使得整个系统可以近似看作满足动量守恒的条件？ (3)需要测量哪些物理量？ (4)如何处理数据证明动量守恒？ 1.实验原理： 利用气垫导轨减小摩擦力，创造实验条件，用天平测量两个碰撞滑块的质量，利用光电门和数字计时器来测量滑块碰撞前后的速度。 2.实验器材： 气垫导轨、光电计时器、天平、滑块两个（带遮光条）、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。 实验一、研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 不同情况的碰撞： 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。 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，使两个滑块连成一体运动。如果在两个滑块的碰撞端分别贴上尼龙搭扣，碰撞时它们也会连成一体。 3．在两个滑块间放置轻质弹簧，挤压两个滑块使弹簧压缩，并用一根细线将两个滑块固定。烧断细线，弹簧弹开后落下，两滑块由静止向相反方向运动。 实验一、研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 3.实验步骤： (1)利用天平测量两个滑块的质量 m1、m2，记录到数据表格中； (2)安装好气垫导轨和光电门，气垫导轨水平放置； (3)依次进行三种情况的碰撞实验，记录滑块上两个滑块上遮光条的长度 Δx，和两个滑块通过光电门的时间 Δt 。 实验一、研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 4.数据记录与处理：遮光条的长度：Δx1＝ ；Δx2＝ 。 实验 滑块质量 碰撞前滑块1通过光电门的时间 碰撞后两滑块通过光电门的时间 m1 / kg m2 / kg Δt1 / s Δt′1 / s Δt2 / s 滑块碰撞后分开 滑块碰撞后粘连 弹簧使静止滑块分开 　　先规定一个正方向，然后根据公式 v＝，分别计算出，碰撞前滑块 1 的速度 v1，碰撞后滑块 1 和滑块 2 的速度 v′1 、v2 ，其中方向与正方向相反的速度记负。然后验证，m1v1＝m1v′1＋m2v2 是否成立。 　　对于第三种情况，只需要验证m1v′1＋m2v2＝0 是否成立即可。 实验一、研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 1.实验原理： 　　让一个质量较大的小球（入射小球）从斜槽上滚下，跟放在斜槽末端的另一个大小相同、质量较小的小球（被碰小球）发生正碰。然后测量小球落点距离斜槽末端的水平距离，可以通过平抛运动的知识求出两球碰撞前后的速度。 因为小球下落高度相同，所以飞行时间相同。因此，小球碰撞之后的速度之比，就等于小球飞行的水平距离之比。 实验二、研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 实验二、研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 2.实验器材： 　　天平，两个大小相等、质量不同的小球，末端水平的斜槽，白纸，复写纸，刻度尺，重垂线，支架，圆规。 实验二、研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 3.实验步骤： （1）用天平测量两小球的质量 m1 、m2 ，记录到数据表格中； （2）安装好实验装置，斜槽末端点必须保持水平； （3）在桌面上铺好一张白纸固定好，然后在白纸上固定一张复写纸； （4）在白纸上记下，重垂线所指的位置 O 点； （5）先不放被碰小球，让入射小球从同一高度静止滚下，重复十次，然后利用圆规将白纸上小球落点的印记尽可能画在同一圆中，标出圆心 P 点 。 （6）将被碰小球放在斜槽末端点，然后让入射小球从刚才的高度静止滚下，重复十次，同理标出入射小球落点的圆心 M 和被碰小球落点的圆心 N ； （7）用刻度尺分别测量，O 点到 M、P、N 的距离OM、OP、ON ，记录到数据表格中 。 实验二、研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 4.数据记录与处理： 入射小球质量 m1 / kg 被碰小球质量 m2 / kg OM 的长