1.4 实验：验证动量守恒定律 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

§1.4 实验：验证动量守恒定律 物理 选择性必修 第一册 第一章 动量守恒定律 1 课前练.(2011山东高考)如图所示, 甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m,两船沿同一直线向同一方向运动,速度分别为2v0、v0为避免两船相撞,乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船,甲船上的人将货物接住,求抛出货物的最小速度.(不计水的阻力) 4v0　 m1 m2 如果一个系统不受外力, 或者所受外力的矢量和为0 , 这个系统的总动量保持不变。 1. 内容： 2. 公式： 3. 条件： (1). 理想条件: 系统不受外力 m1v1+ m2v2 = m1v1’ + m2v2’ (1)系统性 4. 理解： (2)矢量性 (3)相对性 (2). 实际条件: 系统所受外力的矢量和为0 知识回顾: 动量守恒定律 (3). 近似条件: 外力远小于内力, 系统总动量近似守恒 5. 应用步骤： (1). 明确研究的系统 (2). 受力分析, 明确内力与外力, 判断是否守恒 (3). 规定正方向, 确定初、末动量 (4). 列动量守恒定律方程求解并讨论说明 6 3 课堂探究一: (1)设计实验时应着重考虑如下问题： 1. 实验中哪些物体组成了要研究的系统? 2. 如何创造实验条件, 使系统所受外力的矢量和近似为0? 3. 需要测量哪些物理量? 课堂探究一: (2)请以学习小组为单位, 设计一个验证动量守恒定律的实验方案, 实验方案包括实验原理(表达式), 实验仪器, 实验操作步骤, 数据处理等。设计完成之后推选一位同学上讲台进行说明。 阅读教材P18-19 参考案例1：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 思考： 1. 气垫导轨是否需要调成水平? 如果需要, 你能想出哪些办法? 2. 如果物体碰撞后的速度方向与原来的方向相反, 应该怎样记录？ 7 5 6．在用气垫导轨做“验证动量守恒定律”实验时，左侧滑块质量m1＝170 g，右侧滑块质量m2＝110 g，挡光片宽度d＝3.00 cm，两滑块之间有一压缩的弹簧片，并用细线连在一起，如图所示．开始时两滑块静止，烧断细线后，两滑块分别向左、右运动．挡光片通过光电门的时间分别为Δt1＝0.32 s，Δt2＝0.21 s．则两滑块的速度大小分别为v1′＝_____________________________________________m/s， v2′＝_______m/s(保留三位有效数字)．烧断细线前，m1v1＋m2v2＝________kg·m/s.可得到的结论是___________________________________________.(取向左为速度的正方向) 0.093 8　0.143　0　在实验误差允许的范围内，两滑块总动量保持不变 阅读教材P19 参考案例2：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 落点确定(圆心)： 思考： 1. 如何保证小球做平抛运动? 每次释放时有什么要求? 2. m1和m2的质量有什么大小要求吗? 3. m1和m2的半径有什么大小要求吗? 4. 需不需要测量释放点到斜槽末端的高度? 5. 需不需要测量平抛的高度? [例1]如图甲所示，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)实验中直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但可以通过测量________(填选项前的符号)间接地解决这个问题． A．小球开始释放时距桌面的高度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 (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A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，测量平抛射程OP.然后，把被碰小球B静置于轨道的水平部分，再将入射球A从斜轨上S位置由静止释放，与小球B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A、B的质量m1、m2 B．测量小球A开始释放时距桌面的高度h C．测量抛出点距地面的高度H D．分别找到A、B相碰后平均落地点的位置M、N E．测量平抛射程OM、ON (3)经测定，m1＝45.0 g，m2＝7.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示．碰撞前后A的动量分别为p1与p1′，则p1∶p1′＝________∶11；若碰撞结束时B的动量为p2′，则p1′∶p2′＝11∶________.实验结果说明，碰撞前后总动量的比值＝________(结果保留三位有效数字)． (1)C　(2)ADE　(3)14　2.9　1.01 [针对训练1]如图所示，在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和带有固定挡板的质量都是M的滑块A、B做“验证动量守恒定律”的