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

2023-10-30
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内容正文:

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_________________

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