1.4 实验：验证动量守恒定律 教学课件-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 横州市百合中学 韦衍虎 18276143537 问题导入 如果一个系统不受外力或受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。这就是动量守恒定律。 本节课我们通过实验验证动量守恒定律。 一、实验思路 系统不受外力 所受外力的矢量和为0 动量守恒的条件 内远大于外力 实验中那些物体组成了要研究的系统？ 如何创造实验条件，使系统所受外力的矢量和近似为0？ 需要测量哪些物理量？ 问题 一维碰撞 质量、速度 二、物理量的测量 ②速度的测量 ①质量的测量 三、数据分析 碰 前 碰 后 m1v'1+m2v'2= m1v1+m2v2 选取质量不同的两个物体进行碰撞，测出物体的质量和碰撞前后的速度，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 参考案例1 研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 ①利用气垫导轨来减小摩擦力。 ②利用光电计时器测量滑块碰撞前后的速度。 ③通过在滑块上添加已知质量的物块来改变碰撞物体的质量。 本实验可以研究以下几种情况： 碰撞后分开 碰撞后连成一体 分裂为两部分 向相反方向运动 思考∶ 气垫导轨是否需要调成水平？ 要调节气垫导轨，使物块在导轨上能做匀速直线运动。 参考案例2 研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 使入射小球从斜槽不同高度处滚下，测出两球的质量以及它们每次碰撞前后的速度，就可以验证动量守恒定律。 本实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量。 两个小球碰撞前后瞬间的速度方向都是水平的，因此，两球碰撞前后的速度，可以利用平抛运动的知识求出。 怎样测量两球碰撞前后瞬间的速度呢? 课堂练习 例1：某物理兴趣小组采用图甲所示气垫导轨装置，来验证滑块碰撞过程中的动量守恒定律，其主要实验步骤如下。 （1）用天平测得滑块A、B（均包括档光片）的质量分别为m1、m2，用游标卡尺测得档光片的宽度均为d。某次用游标卡尺测量档光片的宽度时，示数如图乙所示，读数d=________mm。 5.25 (2）充气后，调节气垫导轨下面的旋钮，导轨左侧放一个滑块并向右轻推一下，滑块通过两个光电门时，挡光时间分别为0.04s、0.03s，则应使导轨右端________（填“调高”或“调低”），直至滑块在导轨上运动，通过两个光电门时________，说明气垫导轨已经调节水平。 课堂练习 调高 时间相等 (1)若碰撞过程中没有机械能损失，为了保证在碰撞过程中a球不反弹，a、b两球的质量m1、m2间的关系是m1________m2(选填“＞”“＝”或“＜”)。 (2)为完成本实验，必须测量的物理量有________。 A．小球a开始释放的高度h B．平木板水平向右移动的距离l C．a球和b球的质量m1、m2 D．O点到A、B、C三点的距离y1、y2、y3 (3)在实验误差允许的范围内，若动量守恒，其关系式应为 ________________________。 ＞ C、D $$