1.4 验证动量守恒定律（课件）-【上好课】2024-2025学年高二物理同步精品课堂（人教版2019选择性必修第一册）

第一章：第4节 实验：验证动量守恒定律 高中物理选择性必修第一册 主讲老师：××× 目录 CONTENT 高中物理选择性必修第一册 实验思路 实验方案 实验思路 第一部分 高中物理选择性必修第一册 01. 动量守恒定律的适用条件是系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0。因我们生活中常见的碰撞近似满足动量守恒的条件，故我们可以通过碰撞实验来验证动量守恒定律。 实验思路 高中物理选择性必修第一册 实验目的 02. 问题1：如何处理矢量的方向呢？ 问题2：如何设计实验？保证为一维碰撞？ 问题3：需要测量哪些物理量呢？ 规定正方向 利用运动学知识，如匀速运动、平抛运动，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。 实验目的：验证动量守恒 高中物理选择性必修第一册 数据分析 03. 在一维碰撞(碰撞前后物体都在同一直线上运动)的情况下,令两个物体的质量分别为m1、m2,碰撞前的速度分别为v1、v2,碰撞后的速度分别为v1'、v2',如果速度的方向与设定的坐标轴的正方向一致,取正值,反之则取负值。测出m1、m2,v1、v2,v1'、v2',若m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2',那么碰撞中动量守恒。 v1 m1 m2 实验方案 第二部分 目录 壹 研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 肆 用打点计时器验证动量守恒 贰 用平抛演示仪装置验证动量守恒定律 叁 单摆测速验证动量守恒 伍 用频闪照片测速验证动量守恒 8 研究气垫导轨上滑块碰撞时动量守恒 实验方案一 高中物理选择性必修第一册 实验器材 01. 气垫导轨 碰撞滑块 光电门 L 挡光条 导轨水平 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。 高中物理选择性必修第一册 实验原理 02. 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 高中物理选择性必修第一册 4.不同碰撞情况的实现： 实验原理 03. 高中物理选择性必修第一册 实验步骤 04. 4.使两滑块依次发生上图三种碰撞情况，计算滑块碰撞前后的速度。 1.用天平测量两滑块的质量m1、m2，填入预先设计好的表格中。 2.安装光电门，使两个光电门之间的距离约为50cm。 6.整理实验仪器，数据处理，寻找守恒量。 5.改变滑块质量，重复步骤4。 3.导轨通气后，调节气垫导轨水平，使滑块在气垫导轨上保持不动或。 高中物理选择性必修第一册 注意事项 05. 1.保证是一维碰撞。 2.气垫导轨是一种精度较高的现代化教学仪器。切忌振动、重压，严防碰伤和划伤，绝对禁止在不通气的情况下将滑行器在轨面上滑磨。调整水平时注意利用水平仪。 3.由于碰撞的情形很多，猜想的不变量只有 在各种方案中都不变才能符合要求，成为实验结论。 4.考虑到速度的矢量性，记录数据时应规定正方向。若速度方向与规定的正方向相同，则速度取正值，若速度方向与规定方向相反，则取负值。 高中物理选择性必修第一册 误差分析 06. 1.碰撞可能不是精确的一维碰撞。 2.碰撞中其他力(例如：摩擦力、空气阻力等)的影响带来的误差。 3.测量和读数的准确性带来的误差，实验中应规范测量和读数，同时增加测量次数，取平均值，尽量减小偶然误差的影响。 高中物理选择性必修第一册 规律总结 07. mA＞mB , 运动滑块A撞击静止滑块B。 两静止滑块被弹簧弹开，一个向左，一个向右 mAv1=mA·v2+mBv3 mAv=(mA+mB)v共 0=mAvA-mBvB 用平抛演示仪装置验证动量守恒定律 实验方案二 高中物理选择性必修第一册 实验装置 01. 斜槽（末端水平） 两个小球 复写纸 白纸 天平、刻度尺、重垂线 高中物理选择性必修第一册 实验原理 02. h 斜槽末端切向水平 为防止A球反弹， m1＞m2 落点确定： P M N O m1 m2 圆心即为小球平均落点 测出碰撞前后各球落点到O间的距离xOP、xOM、xON， 各球空中运动时间均相同，设为Δ t，可得速度为 高中物理选择性必修第一册 实验模拟 03. m1 只有入射小球从固定点下落时的情况 实验过程动画模拟 O P 高中物理选择性必修第一册 m1 m2 碰撞前后的动态过程 M N O P 实验过程动画模拟 实验模拟 04. 高中物理选择性必修第一册 M N O P m1 m2 碰撞后的轨迹示意图 实验过程动画模拟 实验模拟 05. 高中物理选择性必修第一册 实验步骤 06. 1. 先用天平称量出两个小球的质量mA、mB。 3. 在