第1章 4 实验_验证动量守恒定律（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册（人教版2019）江苏专用

4　实验:验证动量守恒定律 知识点 1 研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 必备知识 清单破 1.实验器材 气垫导轨、数字计时器、天平、滑块(两个)、物块、轻质弹簧、细线、弹性碰撞架、撞 针、橡皮泥。 第一章 动量守恒定律 第1讲　描述运动的基本概念 2.实验步骤 (1)测质量:用天平测出滑块及物块的质量。 (2)安装:正确安装好气垫导轨。 (3)实验:接通电源,利用配套的数字计时器测出两个质量不同的滑块(通过在滑块上添加物块 来改变质量)在各种情况下碰撞前后的速度(a.在两个滑块相互碰撞的端面装上弹性碰撞 架;b.在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥;c.在两个滑块间放置轻质弹簧,挤压后用细 线将两个滑块固定,烧断细线,弹簧弹开后落下,两个滑块由静止向相反方向运动)。 (4)验证:用所测数据验证碰撞中的动量守恒。 第一章 动量守恒定律 第1讲　描述运动的基本概念 1.实验原理 (1)质量为m1和m2的两个小球发生碰撞,若碰前质量为m1的小球运动,质量为m2的小球静止,系 统在水平方向所受合外力为零,动量守恒,即m1v1=m1v1'+m2v2',本实验在误差允许的范围内验证 上式成立。 (2)两小球碰撞后均做平抛运动,如图所示,根据平抛运动的性质,入射小球(质量为m1)碰撞前 后的速度分别为v1= ,v1'= ,被碰小球(质量为m2)碰后速度为v2'= ,小球做平抛运动的 时间仅由下落高度决定,下落高度相同,所以时间相同,则水平速度可以用水平位移的数值表 示。v1用OP表示,v1'用OM表示,v2'用ON表示,其中O点为入射小球抛射点在水平纸面上的投 影,则验证的表达式为:m1·OP=m1·OM+m2·ON。 知识点 2 研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 第一章 动量守恒定律 第1讲　描述运动的基本概念   2.实验器材 斜槽、重垂线、大小相等而质量不等的小球两个、白纸、复写纸、刻度尺、圆规、三角 板、天平。 3.实验步骤 (1)测质量:用天平测出两小球的质量,并选定质量大的小球为入射小球。 (2)安装:按照如图所示安装实验装置。调整固定斜槽使斜槽末端水平(若放在斜槽末端的小 第一章 动量守恒定律 第1讲　描述运动的基本概念 球不滚动,则已经水平)。 (3)铺纸:白纸在下,复写纸在上且在适当位置铺放好。记下重垂线所指的位置O。 (4)放球找点:不放被碰小球,每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下(保证碰撞前的 速度不变),重复10次。用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面。圆心就是小球落 点的平均位置P。 第一章 动量守恒定律 第1讲　描述运动的基本概念 (5)碰撞找点:把被碰小球放在斜槽末端,每次让入射小球从斜槽上同一高度自由滚下,使它们 发生碰撞,重复实验10次。用步骤(4)的方法,标出碰后入射小球落点的平均位置M和被碰小 球落点的平均位置N。如图所示。 (6)验证:连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度,最后代入m1·OP=m1·OM+m2·ON,看在误差允 许的范围内是否成立。 (7)整理实验器材放回原处。 (8)实验结论:在实验误差允许范围内,碰撞系统的动量守恒。 第一章 动量守恒定律 第1讲　描述运动的基本概念 4.注意事项归纳 (1)斜槽末端的切线要水平。 (2)入射小球质量m1要大于被碰小球质量m2,防止碰后入射小球被反弹,且两球半径r1=r2。 (3)每次入射小球在斜槽上同一高度由静止滚下。 (4)实验过程中实验桌、斜槽、白纸的位置始终保持不变。 (5)m1·OP=m1·OM+m2·ON式中相同的量取相同的单位即可。 第一章 动量守恒定律 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 在“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”实验中: 1.如果入射小球的质量比被碰小球的质量小,可能导致怎样的结果? 2.入射小球释放点越高,实验误差是不是就越大? 3.使用的斜槽必须要光滑吗? 第一章 动量守恒定律 第1讲　描述运动的基本概念 一语破的 1.若入射小球的质量比被碰小球的质量小,可能使入射小球在碰撞后被反弹。 2.不是。入射小球的释放点适当调高,碰撞前入射小球的速度较大,相碰时相互作用的内力较 大,阻力的影响相对较小,也有利于减小测量水平位移时的相对误差,从而使实验误差减小。 3.不是。实验验证的是碰撞前后两小球的总动量是否守恒,斜槽光滑与否对实验无影响。 第一章 动量守恒定律 第1讲　描述运动的基本概念 $$