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 第一章 动量守恒定律 人教版（2019）选修 第一册 1.能根据已有知识合理设计实验方案。2.能合理地选择实验器材，获得实验数据，分析实验数据，形成结论。3.能撰写实验报告，用学过的物理术语、图表等交流本实验的探究过程与结论。4.坚持实事求是，在合作中既能坚持观点又能修正错误观点。 学习目标 一、实验思路 m1v'1+ m2v'2= m1v1+ m2v2 验证 通常采用匀速运动、平抛运动等，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。 让两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这条直线运动，创造条件，使系统所受外力的矢量和近似为0，满足动量守恒的条件。 思考：满足上述的过程有哪些？ 思考：在方案设计时， ⑴实验中所研究的系统由哪些物体组成的？ ⑵怎样创造实验条件，使系统所受外力的矢量和近似为0。 ⑶需要测量哪些物理量呢？ 质量、速度　 天平　 1.物理量： 2.测量工具 m2 v2 v2′ m1 v1 v1′ ； 质量：　 速度：　 ① 数字计数器测速（光电门测速） ② 平抛测速 ③ 打点计时器测速 ④ 频闪照片测速 ⑤ 单摆测速 d—遮光条宽度 Δt—遮光条经过光电门的时间 据实验原理来确定待测物理量： m1v'1+ m2v'2= m1v1+ m2v2 二、物理量的测量 碰撞前 碰撞后 质量m/kg m1 m2 m1 m2 速度v/(m·s-1) v1 v2 v1' v2' 总动量/(kg·m·s-1) 2.检验关系式是否成立 1.实验数据记录在表格中，分别计算两物体碰撞前后的总动量。 三、数据分析 m1v'1+ m2v'2= m1v1+ m2v2 情形2：运动滑块A撞击静止滑块B，撞后两者粘在一起。 情形3：两静止滑块被弹簧弹开，一个向左，一个向右 情形1：m1＞m2 ， 运动滑块1撞击静止滑块2。 m1v=(m1+m2)v共 1.原理 0=m1v1-m2v2 m1v1=m1v1'+m2v2' 实验方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 弹性碰撞架 若两个相同宽度的遮光片，则遮光片宽度可不测量 2.实验器材 气垫导轨（含气泵）、光电计时器、天平、滑块两个(带挡光片)、弹簧片（或弹簧）、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。 (1)用天平测出两滑块的质量m1、m2，填入预先设计好的表格中，记录下用游标卡尺测出的挡光片的宽度d（可采用两个相同宽度的遮光片）。  3.实验步骤（情形1为例） (2)气垫导轨上安装光电门，使两个光电门之间的距离约为50cm。调节导轨下面的 调节旋钮，直到水平仪中的气泡位于中央，此时导轨水平。  (3)接通气泵电源，向气垫导轨通入压缩空气。 (4)按照实验情形1，把滑块2放在气垫导轨中间，使滑块1挤压导轨左端弹射架上 的橡皮筋后释放滑块1。 (5)记录滑块1通过光电门的时间t1，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门的时间 t1'、t2'。 滑块碰撞后分开 1 2 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。 4.数据处理 ⑵调整气垫导轨时要利用水平仪确保导轨水平。  碰撞前 碰撞后 质量 m1 m2 m1 m2 速度 v1 v2 v1' v2' 总动量 ⑴气垫导轨要防止划伤,禁止在不通气的情况下将滑块在轨面上滑动。 思考：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？ 在实验前规定正方向，若物体运动方向于规定正方向相反，则记录为负值。 【注意事项】 例题1 利用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来探究碰撞中的不变量，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下： a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA，mB b.调整气垫导轨，使导轨处于水平 c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用 电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上 d.用刻度尺测出滑块A的左端至挡板C的距离L1 e.按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A，B运动时间的计时器开始工作。当A，B滑块分别碰撞C，D挡板时停止计时，记下滑块A，B分别到达挡板C，D的运动时间t1和t2 ⑴实验中还应测量的物理量是_________________________ ⑵利用上述测量的实验数据，得出关系式__________________成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的和。上式中算得的A，B两滑块的mv大小不相等，产生误差的原因是_________________