人教版高中物理选择性必修第1册 第一章 动量守恒定律 4 实验 验证动量守恒定律.pptVIP

高中物理选择性必修第一册人教版;4实验:验证动量守恒定律

1.通过研究气垫导轨上滑块的碰撞,验证动量守恒定律。

2.通过研究斜槽末端小球的碰撞,验证动量守恒定律。

3.通过验证动量守恒定律的实验,培养学生动手操作与实验创新的能力。

?;1|利用一维碰撞验证动量守恒定律的两种方案

;(3)所用器材:③气垫导轨????、光电计时器、④天平????、滑块(两个)、弹簧、

挡光片、细绳、弹性碰撞架、撞针、橡皮泥。

(4)各种碰撞情景的实现:利用弹簧、挡光片、细绳、弹性碰撞架、撞针、橡皮泥

等设计各种类型的碰撞,采用在滑块上加重物的方法来改变碰撞物体的质量。

(5)验证:分别计算出两物体碰撞前后的总动量,并检验碰撞前后总动量的关系是否;(1)质量的测量:用天平测量。

(2)速度的测量:两个小球碰撞前后瞬间的速度方向都是水平的,因此,两球碰撞前后

的速度,可以利用⑥平抛运动????的知识求出。

(3)所用器材:斜槽、两个大小相等而质量不等的小球、重垂线、白纸、复写纸、

刻度尺、天平、⑦圆规????。;2|误差分析;1.在“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”实验中,必须测出入射小球与被碰小

球的质量和小球飞出后落地的时间。?(?????)

2.在“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”实验中,入射小球比被碰小球质量大

或小均可,但二者的直径必须相同。?(?????)

3.气垫导轨工作时能够通过喷出的气体使滑块与导轨分离,从而基本消除摩擦力的

影响,因此用气垫导轨验证动量守恒定律时,导轨无需水平放置。?(?????)

4.在“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”实验中,入射小球释放点越高,对被

碰小球的作用力越大,实验误差越大。?(?????)

提示:入射球的释放点越高,碰撞前入射球的速度越大,相碰时相互作用的内力越

大,阻力的影响相对越小,也有利于减小测量水平位移时的相对误差,从而使实验误

差越小。;5.在“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”实验中,使用的斜槽必须是光滑的,

这样可以减小实验误差。?(?????)

提示:实验验证的是碰撞前后两小球的动量是否守恒,斜槽光滑与否对实验无影响。

6.在用气垫导轨和光电计时器做验证动量守恒定律的实验时,两滑块相碰的端面上

装不装弹性碰撞架,都不会影响动量是否守恒。?(√)

提示:动量守恒的条件是系统不受外力或所受合外力为零,在两滑块相碰的端面上

装不装弹性碰撞架,都不会影响系统所受合外力,所以不会影响动量是否守恒。;1|如何借助平抛运动验证动量守恒定律;问题;3.若“智慧老师”进行实验时,未放球B时,球A撞在图示的P点;与球B碰撞后,球A撞

在M点,球B撞在N点。简述该老师如何利用平抛运动的规律验证动量守恒定律。

提示:未放球B时,球A平抛运动的时间为t1=?;球A与B碰撞后,球A平抛运动的时

间为t2=?,球B平抛运动的时间为t3=?,则有vA=?=?,vA=?=?,vB=?=; 实验装置

利用斜槽实现两小球(半径相同)的一维碰撞,实验装置如图甲所示。让一个质量较

大(m1)的小球从斜槽上滚下,与放在斜槽末端的另一个质量较小(m2)的小球发生碰

撞,之后两小球均做平抛运动。;?

丙

实验方案设计

在一维碰撞中,测出两小球的质量m1、m2和碰撞前后两小球的速度v1、v2、v1、v2,

算出碰撞前的总动量p=m1v1+m2v2及碰撞后的总动量p=m1v1+m2v2,看碰撞前后动量

是否守恒。

实验过程

(1)用天平测出两小球的质量,并选用质量大的小球为入射小球。

(2)按照图甲安装实验装置,调整使斜槽末端水平并固定斜槽。

(3)白纸在下复写纸在上,并在适当位置铺放好,记下重垂线所指的位置O。

(4)不放被碰小球,让入射小球从斜槽上某固定高度自由滚下,重复10次,用圆规画尽;量小的圆把小球的所有落点都圈在里面,圆心P就是小球落点的位置。

(5)把被碰小球放在斜槽末端,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和被碰

小球落点的平均位置N,如图乙、丙。

(6)连接O、N,测量线段OP、OM、ON的长度,将测量数据记录下来。

(7)整理好实验器材放回原处。

数据处理方法

(1)利用平抛运动的规律计算速度,测出碰撞前后小球落点到O间的距离xOP、xOM、

xON,小球在空中运动的时间均相同,设为Δt,可得小球平抛运动的初速度为v=?,即

可间接得出两小球碰撞前后的速度。

(2)因为v∝x,所以可以用水平位移x来代替速度,将验证m1v1+m2v2=m1v1+m2v2变为验证m1·xOP=m1·xOM+m2·xON,可将对难测物理量速度的测量转化为对易测物理量位移的测量。