1.3 科学验证：动量守恒定律 课件-2024-2025学年高二上学期物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

1.3 科学验证：动量守恒定律 新课引入 在理论上下图两小球在相互碰撞过程中，遵循动量守恒定律，那么实际中是否遵循动量守恒定律？如何来进行验证呢？ v2 v1 v2′ v1′ m2 m2 m1 m1 B A A B 守恒表达式为： 新课教学 如何进行实验设计呢？ 1、实验验证中如何保证碰撞遵循动量守恒定律呢？ 碰撞的过程在水平面一维方向上发生，且水平面尽量光滑。 2、需要测量哪些量来进行验证呢？分别用什么仪器？ 碰撞前的总动量（m、v）、碰撞后的总动量（m’、v’） 天平、测速装置 m1 m2 请思考： 1、要研究小球在斜槽末端的碰撞情况，实验中对末端有什么要求？ 用什么方法来实现？ 需要调节水平，利用重锤线来确定 2、小球碰撞后做什么运动？各自的运动有何相同点？ 平抛运动、竖直位移相同在空中的运动时间相等 实验方案一 一 我们研究两个小球在斜槽末端发生碰撞的情况。 3、如何求解小球碰前、碰后的速度？ 因为平抛时间相等，所以可以利用水平距离的大小 来代替平抛速度大小 4、要保证碰撞后小球不反弹，需满足什么质量关系？ m1>m2 5、如何测定m1碰前的速度？释放m1有什么要求？ 从某一位置释放m1，直接平抛，测水平距离， 然后需要从同一位置释放m1去撞击m2 如图所示，多次实验后留下小球撞击复写纸的痕迹，利用 画圆法把尽可能多的落点包在圆里，圆心即为落点的平均位置。 6、如何记录小球的落点？ 实验步骤 将实验中测得的物理量填入下表。 结论： 实验方案二 二 利用光电计时器测量滑块碰撞前后的速度，请思考： 1、实验前对气垫导轨有什么要求？ 2、如何测量滑块的质量？ 调节水平 用天平来测量 3、如何利用光电门来测量滑块的速度？ 测量滑块上挡光片经过光电门时的挡光时间，利用 4、记录速度时应注意什么问题？ 动量是矢量，要注意记录速度的方向，取某一方向为 正方向，速度记录加“＋－”号 5、如何来实现不同的碰撞情况？ ①两个滑块相互碰撞的端面装上弹性碰撞架，可使两滑块碰后分开； ②两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，或者分别贴上尼龙拉扣， 可使两滑块连成一体； ③两个滑块间放置轻质弹簧，挤压后释放，可使两滑块反向弹开。 课堂练习 1、某同学在做“验证动量守恒定律”的实验中，实验室具备的实验器材有：斜槽轨道，两个大小相等、质量不同的小钢球A、B，刻度尺，白纸，圆规，小铅锤。实验装置及实验中小球运动轨迹及落点平均位置如图甲所示。 (1)对于实验中注意事项、测量器材和需测量的物理量，下列 说法中正确的是__________。 A．实验前轨道的调节应注意使槽末端的切线水平 B．实验中要保证每次A球从同一高度处由静止释放 C．实验中还缺少的测量器材有复写纸和秒表 D．实验中需测量的物理量只有线段OP、OM和ON的长度 A、B (2)若此实验中mA＝mB，小球落地点的平均位置距O点的距离如图 乙所示，则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比pA∶pB＝ __________(结果保留一位小数)。 0.5 (3)实验中若小球A的质量为m1，小球B的质量为m2，当m1＞m2时， 实验中记下了O、M、P、N四个位置，若满足 (用m1、m2、OM、OP、ON表示)， 则说明碰撞中动量守恒；若还满足____________________(只能用 OM、OP、ON表示)，则说明碰撞前后动能也相等。 m1·OP＝m1·OM＋m2·ON OP＝ON－OM 2、某实验小组用如图甲所示的气垫导轨验证动量守恒定律。 主要实验步骤如下： ①用游标卡尺测量遮光条的宽度d，并将遮光条安装在滑块A上， 用天平测出滑块A和遮光条的总质量mA； ②在滑块B的左端面粘上橡皮泥，用天平测出滑块B和橡皮泥的 总质量mB； ③断开气源电源，调节螺旋C的高度，平衡摩擦力，将滑块A、B 静置于导轨上图甲所示的位置； ④接通光电门，使光电计时器系统正常工作； ⑤给滑块A一个向右的初速度，滑块A通过光电门M后与滑块B碰撞， 碰后两者粘在一起，通过光电门N，记下遮光条经过光电门M、N 的遮光时间t1和t2； ⑥取下滑块A、B，断开气源电源，关闭光电计时器，整理器材。 (1)上述实验步骤中错误的是__________(填步骤前的序号)，该步骤 应改正 为 ； (2)游标卡尺测量的遮光条宽度d如图乙所示，则d＝__________mm； ③ 接通气源电源，调节螺旋C的高度，调节气垫导轨平衡，调节气垫导轨平衡后，将滑块A、B静置于导轨上图甲所示的位置。 9.65 (3)正确进行实验操作，若测量结果满足关系式：________________ (用题中所给物理量的字母表示)，则两个滑块的总动量守恒； (4)若两个滑块碰撞后的总动量略小于碰撞前的总动量，其可能的 原因是_______________________________________________。 气垫导轨不平衡，右端高左端低 $$