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 人教版（2019）高中物理（选择性必修第一册） 第一章 动量守恒定律 老师： 授课时间： 更多模板亮亮图文旗舰店：https://liangliangtuwen.tmall.com 动量守恒定律的适用条件？ 【提示】系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0. 我们生活中的物体受到各种力的作用，难以满足这种理想化的条件。但是，在某些情况下，可以近似满足动量守恒定律。 想一想，满足上述条件的过程有哪些？ 【提示】可以考虑符合动量守恒条件的情形来验证动量守恒定律。在设计实验时应考虑如下问题： ·实验中那些物体组成了要研究的系统？ ·如何创造实验条件，时系统所受外力的矢量和近似为0？ ·需要测量那些物理量？ 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。这种碰撞叫做一维碰撞。 v1 m1 v2 m2 v1 m1 v2 = 0 m2 v1 = 0 m1 v2 = 0 m2 弹簧 v1 m1 v2 m2 一、实验目的 在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前、后物体的速度v、v′，找出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前、后动量是否守恒。 二、实验原理 验证动量守恒定律 实验一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 1.实验器材 气垫导轨、光电计时器、天平、滑块（两个）、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。 2.实验设计 利用气垫导轨使两滑块发生一维碰撞 气垫导轨 光电门 碰撞滑块 挡光条 3.实验原理 （1）质量的测量：天平称量出滑块质量m1、m2 （2）速度的测量： 利用公式 测出碰前m1的速度v1和碰后m1的速度v1´和m2的速度v2´ Δx—遮光条宽度 Δt—遮光条经过光电门的时间 （3）利用加重物来改变滑块的质量 （4）不同碰撞情况的实现： 方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 1.实验之前需要将气垫导轨调节水平； 注意事项 2.实验时应该确保发生的是一维碰撞； 3.测量挡光片的宽度时应尽量减小误差； 例 在利用气垫导轨验证动量守恒时，用到的测量工具有(　　) A．停表、天平、刻度尺 B．弹簧测力计、停表、天平 C．天平、刻度尺、光电计时器 D．停表、刻度尺、光电计时器 C 解析：用天平测滑块质量，用刻度尺测挡光片的宽度．运动时间是指挡光片通过光电门的时间，由光电计时器计时，因此不需要停表． 参考案例2 研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 如何检测斜槽末端是否水平？ 将一个小球轻放在斜槽末端，看小球是否运动，若小球静止，则斜槽末端水平 12 测出小球落点的水平距离可根据平抛运动的规律计算出小球的水平初速度。 本实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量。 落点确定： h P M N O m1 m2 圆心即为小球平均落点 例 如图所示，为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置： 关于实验，下列叙述正确的是（ ） 　　　 A.入射球A每次必须从同一高度静止下滑 B.轨道有摩擦，对实验有影响，必须选择光滑轨道 C.入射球A的质量大于被碰球B的质量 D.入射球A的半径一定大于被碰球B的半径 AC 【实验目的】 验证碰撞中两小球的总动量守恒 【实验原理】 质量为m1和m2两个小球发生正碰，若碰前m1运动， m2静止 m1 >m2 m1 m2 为防止碰后反弹 15 思考与讨论：为什么可以不测小球速度的具体数值，也可验证动量守恒定律？ m1v1=m1v1'+m2v2' （1）若A球(m1)和B球(m2)碰撞满足动量守恒，则有： m1v1t = m1v1't+m2v2't （2）因两球平抛时间相同，则有： m1xOP = m1xOM+m2xON （3）可验证关系： 1.斜槽末端要切线要水平； 2.每次小球下滑要从同一位置处由静止释放； 3.要保证对心碰撞，两球必须半径相同，质量不同（如铁球碰铝球）； 4. 小球的诸多落点要用用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面，该小圆的圆心即为小球的平均落点 ； 注意事项 5. 用m1OP＝m1OM＋m2ON验证时，两小球的质量和水平位移不能错位 各物体落点唯一被确定：最近的落点为入射球碰后落点；最远落点为被碰球落点；中间的为入射球无碰撞落点 。 （碰撞后速度要符合物理情景，碰后未反向，后减前增，且V后＜V前） 参考案例3 利用小车在光滑长木板碰撞另一辆静止的小车实现一维碰撞 实验装置如图所示： (1)质量的测量：用天平测量质量。 (2)速度的测量：v＝Δt(Δx)，式中Δx是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量．Δt为小车经过Δx所用的时间，可