1.4验证：动量守恒定律 课件-2026-2027学年高二上学期物理教科版选择性必修第一册

这是一份高中物理“验证动量守恒定律”的同步教学课件，包含学习目标、新课导入、实验讲解、课堂练习及小结等内容。通过实验原理分析、操作步骤指导、数据处理示例和误差讨论，为学生搭建从理论到实践的学习支架。 资料以“物理量转换”为核心设计实验，用平抛运动水平射程替代速度测量，体现科学思维中的模型建构与科学推理。详细的实验操作规范、误差分析及拓展案例（如气垫导轨），培养学生科学探究能力，同时课堂练习结合实例强化物理观念，助力教师高效开展实验教学，提升学生实验素养，适合高一、高二学生巩固实验技能，为高考备考奠定基础。

实验：验证动量守恒定律 教学课件 1 学习目标 1 2 3 4 新课导入 新课讲解 课堂练习 目录 5 课堂小结 1.会根据实验原理设计实验方案。 2.掌握一维碰撞下速度的测量及数据处理的方法。 3.体会将不易测量的物理量转化为易测量的物理量的实验设计思想。 学习目标 新课导入 碰撞过程——内力远大于外力，符合动量守恒的近似守恒条件 什么情境才能既满足动量守恒的条件，又比较容易地实现？ 怎样才算是验证了动量守恒定律？ 测出各物体的质量m1、m2和各物体碰撞前后的速度v1、v2、v1'、v2’； 若等式m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′成立，则动量守恒定律得到验证 如何测出各物体的速度？ 新课讲解 1.验证动量守恒定律。 2.体会将不易测量的物理量转换为易测量的物理量的实验设计思想。 二、实验器材 斜槽轨道、半径相等的钢球和玻璃球、天平(附砝码)、毫米刻度尺、复写纸、白纸、圆规、小铅锤。 一、实验目的 三、实验原理 在一维碰撞中，测出相碰撞两物体的质量m1、m2和碰撞前物体的速度v1、v2及碰撞后物体的速度v1'、v2'，找出碰撞前的动量p=m1v1+m2v2及碰撞后的动量p'=m1v1'+m2v2'，看碰撞前后动量是否守恒。 一维正碰 m入>m被碰 平抛运动 求速度 平抛运动：x=vt，每个小球平抛高度相同，t 相同，只要测出平抛的水平距离就能表示小球速度。 四、实验操作 1.取两个大小相同的小球，测出质量m1、m2。 2.安装好装置并使斜槽末端水平。 3.让入射小球从斜槽上某固定高度滚下,重复10 次。用尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面,圆心P就是小球落点的平均位置。 4.把被碰小球放在斜槽末端，让入射小球从同一高度滚下,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和被碰小球的落点的平均位置N。如图所示。 5.连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度。将测量数据填入表中。 OP OM ON 6.用刻度尺测出线段 OM、OP、ON 的长度，把两小球的质量和相应的水平位移数值代入m1 OP＝m1 OM＋m2 ON，看等式是否成立。 O P M N m1 m2 入射小球 被碰小球 五、数据分析 求出m1·OP和m1·OM＋m2·ON的值， 在误差允许范围内，若两者相等，则验证了动量守恒定律 实验 序号 入射小球A 的质量m1/g 被碰小球B 的质量m2/g OP (cm) OM (cm) ON (cm) m1·OP (g·cm) m1·OM＋m2·ON (g·cm) 1 16.5 3.0  21.36 15.56 31.86 352.44 352.32 2 23.94 17.52 35.16 395.01 394.56 3 26.24 19.12 38.97 432.96 432.39 1.斜槽末端必须水平 2.入射小球的质量m1必须大于被碰小球 的质量m2 3.斜槽轨道不必光滑 4.不必测量斜槽到地面的高度 5.不必测量入射小球出发点的高度 6.入射小球每次由静止释放的位置必须相同 六、注意事项 七、误差分析 （1）系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即： ① 碰撞是否为一维碰撞。 ② 实验是否满足动量守恒的条件。如斜槽末端切线方向是否水平，两碰撞球是否等大。 （2）偶然误差：主要来源于质量和速度的测量。 拓展：利用气垫导轨和光电门验证动量守恒定律 课堂练习 1.用图甲实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为: ①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平; ②让质量为m1的入射球多次从斜槽上S位置静止释放，记录其平均落地点位置; ③把质量为m2的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上S位置静止释放，与被碰球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置; ④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点О，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、N与О的距离分别为x1、x2、x3，如图乙，分析数据: (1）实验中入射球和被碰球的质量应满足的关系为___________ A.m1<m2 B.m1=m2 C.m1> m2 (2）关于该实验，下列说法正确的有_______ A.斜槽轨道必须光滑 B.铅垂线的作用是检验斜槽末端是否水平 C.入射球和被碰球的半径必须相同 D.实验中必须测量出小球抛出点的离地高度H (3）若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为_____。(均用题中所给物理量的符号表示) 1.答案: (1) C (2) C (3) m1x2=m1x1+m2x3 解析:(1)为了避免碰撞后小球不被反弹，所以要求入射球的质量大于被碰球的质量，即m1>m2，故C正确，AB错误; 故选: C。 (2)A.只要保证每一次小球从同一位置静止释放，使得小球获得相同的初速度即可，斜槽轨道可以不用光滑，故A错误; B.铅垂线的作用是用来确定y轴的方向的，故B 错误; C.为了能够让小球发生对心碰撞，入射球和被碰球的半径必须相同，故C正确; D小球从斜槽末端飞出后，做平抛运动，由于高度相同，所以在空中运动时间相同，即可用水平位移表示速度，所以不需要测量小球抛出点的离地高度H，故D错误;故选:C。 (3)设小球在空中运动的时间为t，小球m1的碰前速度为 ，其碰后速度 ，小球m2的碰后速度为 ，若满足动量守恒定律则有:mv0=m1v1+m2v2，整理得 m1x2=m1x1+m2x3. 2.如图所示为实验室中“验证动量守恒定律”的实验装置示意图。 (1)实验中必须要求的条件是______ A.斜槽轨道尽量光滑以减少误差 B.斜槽轨道未端的切线必须水平 C.入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同 D.入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放 (2）在某次实验中，测量出两小球的质量分别为m1、m2，三个落点的平均位置与О点的距离分别为OM、OP、ON。在实验误差允许范围内，若满足关系式_______，即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒。(用测量的物理量表示) (3）若两球发生弹性碰撞，则oM、ON、op之间一定满足的关系是 _____________(填选项前的符号)。 A.OP+OM = ON B.2OP =ON+ OM C. OP-ON =2OM 2.答案:(1) BD(2) m1OP =m1OM+m2ON (3) A 解析:(1)A.斜槽不光滑，只要从同一高度释放，两次摩擦力做的负功相同，小球到达轨道末端速度依然相同，所以轨道不需要光滑，故A 错误; B.本实验要通过平抛运动验证动量守恒定律，所以轨道末端必须水平，以保证小球做平抛运动，故B正确; C.为了避免入射小球反弹，要保证入射球质量大于被碰球质量，故C错误; D.为了保证两次入射小球到达轨道末端具有相同的速度，两次入射小球需从同一位置由静止释放，故D正确。 (2)根据平抛运动规律有 ， ，解得 ,小球均从相同高度平抛，且 要验证的表达式为mv0=m1v1+m2v2，整理可得m1OP =m1OM+m2ON，即满足上式，则验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒。 (3)如果发生的是弹性碰撞，除了满足动量守恒，还满足机械能守恒，即 ，联立动量守恒方程m1OP =m1OM+m2ON，整理可得 OP+OM =ON，故选A。 课堂小结 验证动量守恒定律 原理 速度测量 实验过程 1.测两球质量m1，m2 2.调整斜槽末端水平 3.入射球单独同一高度静止滚下，记录平均落点P 4.两球正碰，记录平均落点M（入射球）、N（被碰球） 5.测量 OP、OM、ON，验证m1·OP=m1·OM+m2·ON 误差允许范围内，满足m1·OP=m1·OM+m2·ON，则系统动量守恒 结论 通过平抛运动水平射程OP、OM、ON间接计算速度 碰撞时间极短，内力≫外力。m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2' 感 谢 收 看 教学课件 25 Lavf59.34.101 Lavf58.12.100 $