1.4 实验：验证动量守恒定律 课件 -2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦“验证动量守恒定律”实验，通过讨论“如何让两球碰撞”“需测量哪些物理量”导入，关联气垫导轨实验经验，引出抛体运动装置，搭建从已知到未知的学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，融合科学思维的等效替代（用水平位移替代速度），通过完整实验流程（器材选择、步骤操作、数据处理、误差分析）及实验视频辅助，培养学生严谨态度，教师可借课堂练习巩固重点，提升教学效率。

人教版（2019）选择性必修一教学课件 第四节 实验：验证动量守恒定律 第一章 动量守恒定律 目录 contents 01.导入与素养目标 03.新课讲解 02.课堂练习 04.课堂小结 Part One 导入与素养目标 >>> >>> 1 新课导入 讨论交流 1.我们如何才能让两球发生碰撞? 2.为了验证动量守恒定律,我们需要测量哪些物理量?如何测量这些物理量? 之前我们利用气垫导轨进行碰撞实验,探究碰撞前后系统动量变化遵循的规律。我们还可以用研究抛体运动的实验装置进行碰撞实验,进而验证动量守恒定律。 1 素养目标 物理观念 理解一维碰撞特点，明确实验验证动量守恒的原理。 知道实验创造近似动量守恒条件的方法，理解速度的替代测量思路。 科学思维 掌握将不易直接测量的速度转化为可测量物理量的等效替代思想。 会分析实验误差来源，辨析不同实验方案的优劣。 1 素养目标 科学探究 了解气垫导轨、斜槽平抛两种实验方案，能完成实验操作与数据记录。 经历测量、处理数据、对比碰撞前后总动量的完整探究过程。 科学态度与责任 尊重原始实验数据，养成实事求是、严谨规范的实验习惯。 体会实验对物理规律的检验作用，增强动手与合作探究意识。 Part Two 新课讲解 >>> >>> 2 新课讲解 问题1：碰撞的过程遵守什么规律呢? 问题２：什么是一维碰撞？ 问题3：如何处理矢量的方向呢？ 问题4：如何设计实验？实验成功的条件是什么，如何保证？ 问题5：怎样测量物体的质量呢？ 问题6：怎样测量物体的速度呢？ v1 m1 m2 2 新课讲解 碰撞的过程遵守什么规律呢? 演示１： 质量相同的钢球碰撞 质量相差较多的钢球碰撞 演示２： 结论：以上现象说明两球碰撞后，速度发生了变化，当两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同（碰撞过程中，速度的变化与质量的大小有关）。 2 新课讲解 最简单的碰撞情况—— 两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这条直线运动。这种碰撞叫作一维碰撞。如下图所示： v1 m1 v2 m2 v1 m1 v2 = 0 m2 v1 = 0 m1 v2 = 0 m2 弹簧 v1 m1 v2 m2 2 新课讲解 一维碰撞中，若系统所受合外力为零，则系统动量守恒 m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2' 天平 平抛运动知识、光电门、打点计时器 v1 m1 m2 使两球碰撞（极短时间），验证两球碰撞前后的动量之和是否相同 2 新课讲解 一、实验目的 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。 2 新课讲解 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。 2 新课讲解 四、实验步骤 (1)用天平测出两个小球的质量,并选定质量大的小球为入射小球。 (2)按照图所示,安装实验装置。调整固定斜槽,应使斜槽末端水平,即在水平槽上放置小球,小球能够保持静止,说明槽口末端水平。 (3)在水平地面上适当位置铺放白纸,在白纸上铺放复写纸,记下铅垂线所指的位置O(斜槽末端)。 (4)不放被碰小球,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。 2 新课讲解 (5)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。 (6)连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度。将测量数据填入表中。 2 新课讲解 五、数据处理 比较项 碰撞前 碰撞后 质量 m1 m2 m1 m2         速度 v1 v2 v1' v2'         总动量     【注意事项】(1)气垫导轨是一种精度较高的现代化仪器，切忌振动、重压，严防碰伤和划伤，禁止在不通气的情况下将滑块在轨面上滑动。 (2)调整气垫导轨时要利用水平仪确保导轨水平。 2 新课讲解 偶然误差 系统误差 (1)小球质量的测量 (2)P、M、N各点的平均位置 (1)斜槽末端没有水平，小球离开斜槽后不做平抛运动 (2)A、B球碰撞时不是严格的一维正碰 系统误差 2 新课讲解 注意事项 斜槽末端切线必须水平 判断方法： 将小球放到斜槽末端任意位置，均不滚动 ② 同一实验中， 必须保证球A每次都从斜槽上同一点由静止释放 ④ 找P、M、N各点的平均位置时，用圆规画最小的圆将所有落点包含在内，圆心的位置为各点的平均位置 mA>mB 事项1 事项2 事项3 事项4 2 新课讲解 实验视频 Part Three 课堂练习 >>> >>> 课堂练习 3 1.在实验室里为了验证动量守恒定律，可以采用如图所示的装置。在本实验中，不一定要遵循的要求是( ) A.斜槽轨道末端的切线是水平的 B.斜槽轨道必须是光滑的 C.入射球每一次都要从同一高度由静止滚下 D.碰撞的瞬间，入射球和被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行 课堂练习 3 1.答案：B 解析：A.小球离开轨道后做平抛运动，所以斜槽轨道末端的切线是要水平，故A正确，不符合题意；BC实验要保证入射球到达斜槽末端时的速度相等，实验时入射球每一次都要从斜槽的同一高度由静止释放，斜槽轨道是否光滑对实验没有影响，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；D.为保证两球发生对心正碰，碰撞后两球做平抛运动，碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行，故D正确，不符合题意。故选B。 课堂练习 3 2.“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”实验装置如图所示，该实验不需要的实验器材是( ) A天平 B.秒表 C.刻度尺 D.复写纸 课堂练习 3 2. 答案：B 解析：此实验需要用复写纸确定小球的落地点，需要用天平测量小球的质量，需要用刻度尺测量小球做平抛运动的水平位移；由于小球下落高度相同，在空中运动时间相同，可以用小球做平抛运动的水平位移代替水平初速度，所以不需要用秒表测时间。故选B。 课堂练习 3 3.某实验小组进行“验证动量守恒定律”实验所用装置如图所示。 ①实验要求两小球的大小相等，但碰撞小球的质量m1要_____(填“大于”“小于”或“等于”)被碰小球的质量m₂。 ②在本实验中，因为两小球离开斜槽后做平抛运动的_______相同，所以，碰撞前后的速度可以用平抛运动的水平位移来代替。 ③实验中在斜槽末端悬挂重锤线的作用是 _____________。 课堂练习 3 3.答案：①大于②时间③调整斜槽末端水平 解析：①设小球1与小球2碰撞前瞬间的速度为v₁,碰撞后瞬间两小球的速度分别为 和 ,则根据动量守恒定律和机械能守恒定律可得 ,解得 ，为了使小球1碰后不被反弹，需要m1>m₂。②在本实验中，因为两小球离开斜槽后做平抛运动的竖直位移相同， ， 运动时间相同，所以碰撞前后的速度可以用平抛运动的水平位移来代替。③实验中需要小球碰后做平抛运动，故需要斜槽末端悬挂重锤线调整斜槽末端水平。 感谢观看 Thanks Lavf58.12.100 $