实验：验证动量守恒定律 说课课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.pptxVIP

§1.4实验：验证动量守恒定律

人教版2019选择性必修第一册

第一章动量守恒定律

说课环节

教材与学情

《实验：验证动量守恒定律》是选择性必修一模块中“动量守恒定律”主题下的内容。“验证动量守恒定律”是一验证性实验，旨在加深学生对动量学习的意义及动量守恒定律的理解，通过经历实验探究，认识建立物理规律的过程，本节课主要是引导学生在初步掌握动量守恒定律的基础上，利用已有知识进行实验设计、实验观察和数据分析，提升学生科学思维、科学探究能力，并培养学生严谨认真的学科素养。

教材与学情

学情分析

学生学习了动量守恒定律，熟悉在各种情境下运用动量守恒定律解决问题，知道动量守恒定律的条件，这些知识帮助学生分析动量是否守恒，为学生设计实验方案提供启发。学生独立设计实验方案能力不足，对实验方案缺乏全面分析，实验操作、数据获取、数据处理能力有待进一步提升。

核心素养

能设计实验方案，根据实验原理选择器材，调整实验仪器。

能规范进行实验操作，获取、处理实验数据，得出实验结论。

能撰写实验报告，用学过的物理术语、图表等交流实验的探究过程与结论。

知道误差来源和产生的原因，知道减小误差的方法。

教学重难点

教法与学法

讲授法

启发式教学

讨论法

教法与学法

自主学习法

探究学习法

合作学习法

实验教学设计

动量守恒定律的建立以大量实验事实为基础，是自然界中的一条基本守恒定律。本节课通过实验验证动量守恒定律的正确性。

师生回顾动量守恒定律内容：系统不受外力或受到的外力矢量和始终为零，系统的动量守恒。如何创造实验条件使系统受到的外力为零？如何消除物体受到的摩擦力？学生提出让物体在气垫导轨上发生碰撞或钢球用细线悬挂在空中碰撞等方法。

从动量守恒定律适用条件的角度设计实验，提出可操作的方案。

实验教学设计

问题1：根据动量守恒定律表达式m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，需要测量哪些物理量？如何测量？

需要测量物体质量m1、m2，质量由天平测量。物体碰撞前、后的速度。

实验教学设计

问题2：物体碰撞前、后的速度可使用不同的方法测量，测v是实验设计的精华。

实验教学设计

方法一：利用光电门测速

v＝Δx/Δt，式中Δx为滑块上挡光片的宽度，Δt为光电计时器显示的挡光片经过光电门的时间。

注意：利用水平仪确保导轨水平。

实验教学设计

方法二：利用打点计时器测速

利用打点计时器测量速度，注意在一根纸带上可以显示碰撞前后两个不同速度。v＝式中Δx为相邻计数点之间的距离，Δt为相邻计数点之间的时间。

实验教学设计

方法三：单摆测速

把两个小球用线悬起来，一个小球静止，拉起另一个小球，放开后它们相碰。

v＝，式中l为单摆摆长，θ为小球被拉起或被撞小球摆起的角度。

实验教学设计

方法四：平抛测速

一斜槽固定在水平桌面上，斜槽末端水平，槽口在水平地面上的投影点为O，若小球A从斜槽上的P点由静止开始滚下，经槽口后做平抛运动，在地面上的落点为P；现在在槽口前的水平部分安放一个与A球等大但质量较小的小球B，让A球仍从斜槽上的P点由静止开始滚下，A、B相碰后均经槽口后做平抛运动，A球在水平面上的落点为M，B球在水平面上的落点为N，若已知A、B两球的质量分别为mA、mB.

验证：OP·mA=OM·mA+ON·mB

实验教学设计

方法四：平抛测速

注意：

1.斜槽末端的切线必须水平。

2.入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放。

3.选质量较大的小球作为入射小球。

4.实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变。

实验教学设计

方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒

问题1：气垫导轨是否要调节水平？为什么？

问题2：如何调节气垫导轨？怎么判断是否调节水平？

问题3：如何验证各种碰撞过程中动量守恒？

实验教学设计

研究情境：

碰撞情境：

实验1质量不同的滑块发生弹性碰撞。

实验2在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时它们会连成一体运动。

实验3两个滑块用细线连接，二者间有一弹簧，弹簧处于压缩状态，但与滑块不固定。烧断细线，滑块相相反方向运动，光电计时器记录下滑块通过光电门时间。

通过数据处理，三种碰撞情境的研究较全面的验证此过程动量守恒。

实验教学设计

方案二：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒

(1)实验装置：将斜槽固定在铁架台上，使槽的末端水平。让钢球从斜槽上滚下，跟放在斜槽末端的等大玻璃球发生碰撞，测量碰撞前、后钢球和玻璃球的速度和它们的质量。钢球质量为m1、碰撞前速度为v0。玻璃球质量为m2。碰撞后，钢球和玻璃球速度分别为v1和v2.

实验教学设计

方案二：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒

(2)实验原理：将钢球从斜槽上某一位置由静止释