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

第一章 动量守恒定律 第4节 实验：验证动量守恒定律 1.找一个碰撞过程，设计实验装置 2.设法测量出碰撞前后系统的动量 3.比较前后动量的大小关系 4.处理数据并得出结论 新课引入：在实验室如何验证动量守恒定律呢？ 目录 第4节 实验：验证动量守恒定律 方案一：气垫导轨法 方案二：打点计时器法 方案三：单摆法 方案四：抛体法 一、气垫导轨法 1.天平测质量m 碰撞前 碰撞后 质量 m1 m2 m1 m2 速度 v1 v2 v1’ v2’ mv m1v1+m2v2 m1v1’+m2v2’ 2.光电门测速度V 3.列表处理数据 注意：导轨一定保持水平 4 碰撞前 碰撞后 质量 m1 m2 m1 m2 速度 v1 v2 v1’ v2’ mv m1v1+m2v2 m1v1’+m2v2’ 一、气垫导轨法 1.天平测质量m 2.光电门测速度V 3.列表处理数据 ①在两车碰撞处加轻弹簧，使两小车碰撞后可以完全弹开。 0.25 0.25 0.25 0.25 0.42 0.00 0.00 0.40 0.105 0.100 m1 m2 v0 5 m1 m2 v0 碰撞前 碰撞后 质量 m1 m2 m1 m2 速度 v1 v2 v1’ v2’ mv m1v1+m2v2 m1v1’+m2v2’ ②在两车碰撞处加撞针和橡皮泥，使两小车碰后粘一起。 0.45 0.25 0.45 0.25 0.32 0.00 0.20 0.20 0.144 0.140 一、气垫导轨法 ③在两车碰撞处加撞针和橡皮泥或弹簧，使两小迎面相撞。 ①在两车碰撞处加轻弹簧，使两小车碰撞后可以完全弹开。 6 碰撞前 碰撞后 质量 m1 m2 m1 m2 速度 v1 v2 v1’ v2’ mv m1v1+m2v2 m1v1’+m2v2’ ②在两车碰撞处加撞针和橡皮泥，使两小车碰后粘一起。 0.45 0.25 0.45 0.25 0.32 0.00 0.20 0.20 0.144 0.140 一、气垫导轨法 ③在两车碰撞处加撞针和橡皮泥或弹簧，使两小迎面相撞。 ①在两车碰撞处加轻弹簧，使两小车碰撞后可以完全弹开。 4.实验结论：碰撞过程中系统的mv的矢量和守恒 7 (1)实验中还应测量的物理量及其符号是_______________________________。 (2)若取A滑块的运动方向为正方向，则放开卡销前，A、B两滑块动量之和为________；A、B两滑块与弹簧分离后，动量之和为__________________。若这两个和相等，即可验证动量守恒定律。 【典例1】在“验证动量守恒定律”实验中常会用到气垫导轨，导轨与滑块之间形成空气垫，使滑块在导轨上运动时几乎没有摩擦。现在有滑块A、B和带竖直挡板C、D的气垫导轨，用它们验证动量守恒定律，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．调整气垫导轨使之水平； c．在A、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A的左端至挡板C的距离L1； e．按下电钮放开卡销，同时开始计时，当A、B滑块分别碰撞挡板C、D时结束计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。 B的右端至挡板D的距离L2 0 (2)若取A滑块的运动方向为正方向，则放开卡销前，A、B两滑块动量之和为________；A、B两滑块与弹簧分离后，动量之和为__________________。若这两个和相等，即可验证动量守恒定律。 (3)实际实验中，弹簧作用前后，A、B两滑块动量之和并不完全相等，可能产生误差的原因有________。 A．气垫导轨不完全水平 B．滑块A、B的质量不完全相等 C．滑块与导轨间的摩擦力不真正为零 D．质量、距离、时间等数据的测量有误差 ACD 0 碰撞前 碰撞后 质量 m1 m2 m1 m2 速度 v1 v2 v1’ v2’ mv m1v1+m2v2 m1v1’+m2v2’ 1.天平测质量 2.打点计时器测速度 注意:一定要倾斜木板平衡摩擦力 二、打点计时器法 0.25 0.25 0.25 0.25 0.42 0.00 0.20 0.20 0.105 0.100 10 三、单摆法 2.量角器测角度 2 1.天平测质量 θ α m1v0= β m1v1+m2v2 V1 V2 1 L V0 【典例2】用如图所示装置来“验证动量守恒定律”，质量为mB的钢球B放在小支柱N上，球心离地面高度为H；质量为mA的钢球A用细线