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 实验: 验证动量守恒定律 一. 实验目的 二、实验原理 碰撞过程中系统的总动量近似守恒。 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。 —— 一维碰撞 湖南长郡卫星远程学校 2014年下学期 制作 06 方案一、研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 1.实验设计：利用气垫导轨使两滑块发生一维碰撞， 2.实验器材：气垫导轨、光电计时器、天平、 滑块等。 气垫导轨 碰撞滑块 光电门 d 挡光条 测出滑块经过光电门的时间 t，挡光条的宽度为d 则滑块通过光电门的速度为： v = d/t 1）选取两个质量相同的滑块，在两个滑块相互碰撞的端面装上弹性碰撞架，滑块碰撞后随即分开。 3.实验探究： 2）在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥（尼龙拉扣），碰撞时撞针插入橡皮泥中，使两个滑块连成一体运动。 新知讲解 3.实验探究： 3）原来连在一起的两个物体，由于相互之间具有排斥的力而分开，这是反冲。这种情况可以通过下面的方式实现。 在两个滑块间放置轻质弹簧，挤压两个滑块使弹簧压缩，并用一根细线将两个滑块固定。烧断细线，弹簧弹开后落下，两个滑块由静止向相反方向运动。 新知讲解 一个运动滑块撞击静止滑块，（mAv+mB·0=mA·0+mBv）两者交换速度，总动量不变。 两个静止滑块被弹簧片弹开，一个向左，一个向右，总动量依然为零。（0=mAv-mBv） 一个运动滑块撞击静止滑块，撞后两者粘在一起，总动量不变。mAv=(mA+mB)v共 两个滑块质量相等 新知讲解 实验问题： 1.气垫导轨是否需要调节水平，怎么检验是否水平？ 需要。轻推小车使其运动，看是否为匀速运动。 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？ 规定正方向，若与规定正方向相反，则记录为负值。 3.试猜想以上三种情况，碰撞前后物体的动能之和有什么变化？ 实验的第一种情况：动能之和不变 实验的第二种情况：动能之和减小 实验的第三种情况：动能之和增大 课堂练习 1、某同学欲采用课本上介绍的气垫导轨和光电计时器等器材进行“验证动量守恒定律”的实验。实验装置如图所示,下面是实验的主要步骤: ①安装好气垫导轨和光电门,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平 ②测得A和B两滑块上遮光片的宽度均为d ③到得A、B两滑块的质量(包含遮光片)m1、m2 ④向气垫导轨通入压缩空气 ⑤利用气垫导轨左右的弹射装置,使滑块A、B分别向右和向左运动,测出滑块A、B在碰撞前经过光电门过程中挡光时间分别为Δt1和Δt2 ⑥观察发现滑块A、B碰撞后通过粘胶粘合在一起,运动方向与滑块B碰撞前运动方向相同,此后滑块A再次经过光电门时挡光时间为Δt (1)碰撞前A、B滑块的速度大小各为　　 　　、　　 　。 (2)为了验证碰撞中动量守恒,需要验证的关系式是　　　　　　　(用题中物理量表示)。  (3)有同学认为利用此实验装置还能计算碰撞过程中损失的机械能。请用上述实验过程测出的相关物理量,表示出A、B系统在碰撞过程中损失的机械能ΔE=　　　　。  方案二、研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 1.实验设计：利用斜槽使两滑块发生一维碰撞， 2.实验器材：斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等。 3.实验装置 4.实验步骤 5.注意事项： 方案二、研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 (1)入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始滚下； (2)斜槽末端必须水平(平抛运动)； (3)一维碰撞(小球尺寸相同)； (4)入射球的质量应大于被碰球的质量(不反弹)。 随堂练习 练2、如图所示，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，直接测量小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量______(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 C (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m1多次从斜轨上Q位置静止释放，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m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上Q位置静止释放，与小球m2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的质量m1、m2 B.测量小球m1开始释放的高度h C.测量抛出点距地面的高度H D.分别找到小球m1、小球m2相碰后平均落地点的位置M、N E.测量平抛射程OM、ON ADE 随堂练习 练3、某同学用如图甲所示装置来验证动量守恒定律，实验时先让小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在