第一章 动量守恒定律 课时4 实验：验证动量守恒定律-【南方凤凰台·5A新学案】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册人教版2019（课件）

第一章 动量守恒定律 课时4　实验：验证动量守恒定律 选择性必修第一册 　南方凤凰台　5A新学案 · 物理 RJ 1 核心 目标 1．通过实验用不同的方法探究碰撞中的动量守恒，得到一维碰撞中的动量守恒定律的表达式． 2．理解探究碰撞中动量守恒的思路，掌握直线运动物体速度的测量方法． 必备知识 • 记忆理解 本实验要验证的是两个物体发生一维碰撞情况下的动量守恒定律，前提是系统要满足____________．物体的质量可用天平直接测量，速度的测量可以有不同的方式，要根据所选择的具体实验方案来确定．数据的分析方法是算出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v′1＋m2v′2，看碰撞前、后动量是否相等． 守恒条件　 要点梳理 必备知识•记忆理解 1．实验器材：气垫导轨、数字计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥． 2．测质量：用天平测出滑块的质量． 3．安装：安装气垫导轨，如图所示． 1 研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 要点梳理 必备知识•记忆理解 4．实验过程：接通电源，利用配套的光电计时装置，根据v＝____测出两滑块下列情况下碰撞前后的速度，式中Δx为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间． (1) 改变滑块的质量． (2) 改变滑块的初速度大小和方向． 5．数据处理：验证的表达式 m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2． 要点梳理 必备知识•记忆理解 6．误差分析 (1) 系统误差：气垫导轨是否________等． (2) 偶然误差：质量m1、m2和碰撞前后速度的测量等． 7．注意事项：调整气垫导轨时，应注意利用水平仪使导轨________． 水平　 水平　 要点梳理 必备知识•记忆理解 1．实验器材：斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等． 2．测质量：用天平测出两小球的质量，并选定质量______的小球为入射小球． 3．安装：按照如图甲所示安装实验装置，调整固定斜槽使斜槽底端水平． 大　 2 研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 要点梳理 必备知识•记忆理解 4．实验过程： (1) 铺纸：白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好．记下铅垂线所指的位置O． (2) 放球找点：不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次．用圆规画________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． 最小　 要点梳理 必备知识•记忆理解 (3) 碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽同一高度(同步骤4中的高度)自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次．用步骤4的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N，如图乙所示． (4) 验证：连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度．将测量数据填入表中．最后代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看在误差范围内是否成立． (5) 整理：将实验器材放回原处． 要点梳理 必备知识•记忆理解 5．数据处理：验证的表达式 m1·OP＝m1·OM＋m2·ON． 6．误差分析 (1) 系统误差：碰撞是否为一维，两球是否等大等． (2) 偶然误差：质量m1、m2和碰撞前后水平射程)测量等． 要点梳理 必备知识•记忆理解 7．注意事项：碰撞的两物体应“水平”和“________ ”． (1) 斜槽末端的切线应水平． (2) 入射小球每次都应从斜槽同一高度由静止释放． (3) 选质量较大的小球作为入射小球． (4) 实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变． 正碰　 要点梳理 必备知识•记忆理解 1．(2023·广州华南师范大学附属中学)小明同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验，如图甲所示，长木板下垫着小木块以平衡两车的摩擦力，让小车P做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车Q相碰并粘合成一体，继续做匀速运动；在小车P后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz． 甲 基础内化 必备知识•记忆理解 (1) 某次实验测得纸带上各计数点的间距如图乙所示，A为运动的起点，则应选________来计算小车P碰撞前的速度，应选________来计算小车P和Q碰后的共同速度．(均填“AB”“BC”“CD”“DE”“EF”或“FG”) 乙 BC　 EF　 解析：(1) 小车P碰前做匀速运动，应选点迹均匀的计数点来进行计算，AB和BC段点迹都均匀，但由于A点为运动的起点，故选择运动了一段时间后的BC段来计算小车P碰撞前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，小车P和Q碰后共同运动时做匀速直线运动，DE段的后半段点迹已经均匀，故选EF段来计算碰后共同的速度． 基础内化 必备知识•记忆理解