人教版(浙江专用)高中物理选择性必修第一册第1章动量守恒定律4实验：验证动量守恒定律同步训练课件.ppt

4实验:验证动量守恒定律实验热点?探究突破随堂训练实验探究?方案梳理实验探究?方案梳理实验目的1.明确验证动量守恒定律的实验思路。2.掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法。3.掌握实验操作步骤和所需的实验仪器的性能。4.知道实验注意事项,会进行误差分析,并在实验中尽量减小误差。实验原理在一维碰撞中,与物体运动有关的物理量只有物体的质量和物体的速度,设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。如果速度方向与规定的正方向一致,则速度取正值,否则取负值。依据动量守恒定律,则有公式m1v1+m2v2=m1v1+m2v2成立。方案1研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒实验器材气垫导轨、数字计时器、天平、滑块(两个)、重物、轻质弹簧、细线、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。实验步骤1.测质量:用天平测出滑块质量。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滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量。②改变滑块的初速度大小和方向)。4.验证:一维碰撞中的动量守恒。数据处理验证的表达式:m1v1+m2v2=m1v1+m2v2。方案2研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒实验器材斜槽、铁架台、小球(两个)、天平、复写纸、白纸、铅垂线等。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:按照图甲所示安装实验装置。调整固定斜槽使斜槽底端水平。3.铺纸:白纸在下,复写纸在上且在适当位置铺放好。记下铅垂线所指的位置O。4.放球找点:不放被撞小球,每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下,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P就是小球落点的平均位置。5.碰撞找点:把被撞小球放在斜槽末端,每次让入射小球从斜槽同一高度自由滚下,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和被撞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。将测量数据填入表中。最后代入m1·lOP=m1·lOM+m2·lON,看在误差允许的范围内是否成立。7.结束:整理好实验器材放回原处。数据处理验证的表达式:m1·lOP=m1·lOM+m2·lON。误差分析1.系统误差:主要来源于装置本身是否符合要求。(1)碰撞是否为一维碰撞。(2)实验是否满足动量守恒的条件,如气垫导轨是否水平,两球是否等大,用长木板实验时是否平衡掉摩擦力。2.偶然误差:主要来源于质量m和速度v的测量。注意事项1.前提条件:碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。2.方案提醒。(1)若利用气垫导轨进行验证,调整气垫导轨时,应注意利用水平仪确保导轨水平。(2)若利用平抛运动规律进行验证,安装实验装置时,应注意调整斜槽,使斜槽末端水平,且选质量较大的小球为入射小球。实验热点?探究突破热点1实验原理与操作典例剖析某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞中的不变量的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,在小车A后连着纸带,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动,他设计的具体装置如图甲所示。(1)长木板右端下面垫放一小木块的目的是___________。?(2)若已获得的打点纸带如图乙所示,A为运动的起点,各计数点间距分别记为lAB、lBC、lCD和lDE,用天平测得A、B两车的质量分别为mA、mB,则需验证的表达式为___________。?答案:(1)平衡摩擦力(2)mA·lBC=(mA+mB)·lDE解析:(1)长木板右端下面垫放一小木块,目的是平衡摩擦力,使小车拖着纸带在木板上能做匀速运动。(2)从题图中可以看出,B到C的时间等于D到E的时间,所以mA·lBC=(mA+mB)·lDE。易错警示利用轨道完成水平碰撞中的动量守恒定律时,若利用气垫导轨,因其和滑块之间有气垫,摩擦力几乎为零,所以不需要平衡摩擦力,只要把轨道调整水平即可;若利用长木板和两小车相碰进行验证,要注意平衡摩擦力。学以致用下图为验证动量守恒定律的实验装置,气垫导轨置于水平桌面上,G1和G2为两个光电门,A、B均为弹性滑块,质量分别为mA、mB,且mA大于mB,两遮光片沿运动方向的宽度均为d,实验过程如下:①调节气垫导轨成水平状态;②轻推滑块A,测得A通过光电门G1的遮光时间为t1;③A与B相碰后,B和A先后经过光电门G2的遮光时间分别为t2和t3。回答下列问题。(1)实验中选择mA大于mB的目的是。?(2)利用所测物理量的符号