第1章 4. 实验：验证动量守恒定律(学案)-【成才之路】2023-2024学年高中新教材物理选择性必修第一册同步学习指导(人教版2019)

Ａ. 向右运动 Ｂ. 向左运动 Ｃ. 静止不动 Ｄ. 小球下摆时ꎬ车向左运动后又静止 ３. (２０２３􀅰潍坊高二检测)甲、乙两人站在光滑的 水平冰面上ꎬ他们的质量都是 Ｍꎬ甲手持一个质 量为 ｍ 的球ꎬ现甲把球以对地为 ｖ 的速度传给 乙ꎬ乙接球后又以对地为 ２ｖ 的速度把球传回 甲ꎬ甲接到球后ꎬ甲、乙两人的速度大小之比为 (忽略空气阻力) ( Ｄ ) Ａ. ２ＭＭ － ｍ　 　 　 　 　 　 Ｂ. Ｍ ＋ ｍ Ｍ Ｃ. ２Ｍ ＋ ｍ３Ｍ Ｄ. Ｍ Ｍ ＋ ｍ 请同学们认真完成练案[４] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ４. 实验:验证动量守恒定律 目标体系构建 明确目标􀅰梳理脉络　 学习目标 　 　 １. 掌握验证动量守恒定律的实验思路和实验 方法ꎻ明确实验所需测量的物理量ꎮ ２. 设计实验方案ꎬ进行数据处理ꎬ得出实验结 论ꎬ验证动量守恒定律ꎮ ３. 通过实验验证ꎬ进一步领会守恒思想ꎮ 思维脉络 验证动量 守恒定律 实验思路 物理量的测量 数据分析 实验方案 参考案例 １ 参考案例 ２ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 课前预习反馈 教材梳理􀅰落实新知　 知识点 １ 实验思路 　 　 让两个物体碰撞前沿同一直线运动ꎬ碰撞后 仍沿这条直线运动ꎬ创造条件ꎬ使系统所受外力的 矢量和近似为 ０ꎬ满足　 　 动量守恒　 的条件ꎮ 知识点 ２ 物理量的测量 　 　 研究对象确定后ꎬ还需要明确所需测量的物 理量和实验器材ꎮ 需要测量物体的　 　 质量　 ꎬ以 及两个物体发生碰撞前后各自的　 　 速度　 ꎮ 物 体的质量可用　 　 天平　 直接测量ꎮ 知识点 ３ 数据分析 　 　 选取质量不同的两个物体进行碰撞ꎬ测出物 体的质量(ｍ１ꎬｍ２)和碰撞前后的速度( ｖ１ꎬｖ１ ′ꎬｖ２ꎬ ｖ２ ′)ꎬ若满足 ｍ１ｖ１ ＋ｍ２ｖ２ ＝ 　 　 ｍ１ｖ１′ ＋ ｍ２ｖ２′　 ꎬ则验 证了碰撞前后总　 　 动量　 守恒ꎮ 知识点 ４ 参考案例 　 　 方案一: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ꎮ ２. 实验原理: (１)调整导轨使之处于　 　 水平　 状态ꎬ并使 光电计时器系统正常工作ꎮ (２)速度的测量:记录滑块上挡光片的宽度 Δｘ 以及光电计时器显示的挡光时间 Δｔꎬ利用公式 ｖ ＝ 　 　 　 　 　 计算出两滑块碰撞前后的速度ꎮ 方案二:研究斜槽末端小球碰撞时的动量 守恒 １. 实验器材:铁架台ꎬ斜槽轨道ꎬ两个大小相等、质 量　 　 不　 同的小球ꎬ重垂线ꎬ复写纸ꎬ白纸ꎬ　 天平ꎬ 　 　 刻度尺　 ꎬ圆规ꎬ三角板等ꎮ ２. 实验的基本思想———转化法: 不易测量量转化为易测量量的实验设计 思想ꎮ ３. 实验原理:(１)让一个质量较大的小球从 斜槽上滚下ꎬ与放在斜槽末端的另一质量较小的 小球发生碰撞ꎬ之后两小球都做　 　 平抛　 运动ꎮ (２)速度的测量:由于两小球下落的高度相 同ꎬ所以它们的飞行时间　 　 相等　 ꎮ 如果用小球 的飞行时间作时间单位ꎬ那么小球飞出的水平距 离在数值上就等于它的水平　 　 速度　 ꎮ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 020 课内互动探究 细研深究􀅰破疑解难　 研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 探究􀈀 　 　 １. 实验装置:如图所示ꎮ ２. 物理量的测量 (１)滑块的质量用天平直接测量ꎮ (２)速度的测量:ｖ ＝ ΔｘΔｔꎬ式中的 Δｘ 为滑块上 挡光板的宽度ꎬΔｔ 为光电计时器记录的滑块上的 挡光板经过光电门的时间ꎮ ３. 碰撞情境的实现 利用轻质弹簧、细线、弹性碰撞架、胶布、撞 针、橡皮泥等设计各种类型的碰撞ꎬ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ꎮ (１) 情境 １:质量不同的两滑块ꎬ一静一动 碰撞ꎻ (２) 情境 ２:两滑块追碰、相向碰ꎬ碰撞后 分开ꎻ (３)情境 ３:两滑块挤压弹簧后用细线连接ꎬ 烧断细线后两滑块分开ꎻ (４)情境 ４:两滑块碰撞后ꎬ撞针插入橡皮泥 中ꎬ使滑块连成一体ꎮ ４. 数据记录与处理 (１)规定正方向ꎬ碰撞前后速度的方向与正 方向相同为正ꎬ相反为负ꎮ (２)通过计算碰撞前后的总动量ꎬ检验是否 满足动量守恒定律ꎮ 典 例 剖 析 　 　 典例 １ 某同学利用打点