2015-2016学年高二物理教科版选修3-5课件7实验探究动量守恒定律.ppt

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2015-2016学年高二物理教科版选修3-5课件7实验探究动量守恒定律

技巧花园时,圆形均与速度相切,逐渐增大, * 预习导学 7 实验:探究动量守恒定律 预习导学 课堂讲义 课堂讲义 预习导学 课堂讲义 7 实验:探究动量守恒定律 预习导学 7 实验:探究动量守恒定律 预习导学 课堂讲义 预习导学 7 实验:探究动量守恒定律 预习导学 课堂讲义 高中物理·选修3-5·教科版 7 实验:探究动量守恒定律 [目标定位] 1.明确探究物体碰撞中动量变化规律的基本思路. 2.掌握直线运动物体速度的测量方法. 猜想与假设 为了使问题简化,这里研究两个物体的碰撞,且碰撞前两物体沿同一直线运动,碰撞后仍沿这一直线运动. 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′,如果速度与我们规定的正方向相同取正值,相反取负值. 根据实验求出两物体碰前动量p=m1v1+m2v2,碰后动量p′=m1v1′+m2v2′,看p与p′是否相等,从而验证动量守恒定律. 实验设计 实验设计需要考虑的问题: (1)如何保证碰撞前后两物体速度在一条直线上. (2)如何测定碰撞前、后两物体的速度. 实验案例 气垫导轨上的实验 气垫导轨、气泵、光电计时器、天平等. 气垫导轨装置如图1-7-1所示,由导轨、滑块、挡光片、光电门等组成,在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,压缩空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上(如 图1-7-2所示,图中气垫层的厚度放大了很多倍),这样大大减小了由摩擦产生的影响. 图1-7-2 (1)质量的测量:用_____测量. (2)速度的测量:用___________测量. 图1-7-2 天平 光电计时器 实验步骤 1.如图1-7-2所示调节气垫导轨,使其水平.是否水平可按如下方法检查:打开气泵后,导轨上的滑块应该能保持静止. 2.按说明书连接好数字计时器与光电门. 3.如图1-7-3所示,把中间夹有弯形弹簧片的两滑块置于光电门中间保持静止,烧断拴弹簧片的细线,测出两滑块的质量和速度,将实验结果记入设计好的表格中. 图1-7-3 4.如图1-7-4所示,在滑块上安装好弹性碰撞架.将两滑块从左、右以适当的速度经过光电门后在两光电门中间发生碰撞,碰撞后分别沿各自碰撞前相反的方向运动再次经过光电门,光电计时器分别测出两滑块碰撞前后的速度.测出它们的质量后,将实验结果记入相应表格中. 图1-7-4 5.如图1-7-5所示,在滑块上安装好撞针及橡皮泥,将装有橡皮泥的滑块停在两光电门之间,装有撞针的滑块从一侧经过光电门后两滑块碰撞,一起运动经过另一光电门,测出两滑块的质量和速度,将实验结果记入相应表格中. 图1-7-5 6.根据上述各次碰撞的实验数据寻找物体碰撞中动量变化的规律. 气垫导轨实验数据记录表 实验结论:碰撞前后两滑块的动量之和保持不变. 碰撞(烧断)前 碰撞(烧断)后 质量m(kg) m1 m2 m1 m2 速度v(m·s-1) v1 v2 v1′ v2′ mv(kg·m·s-1) m1v1+m2v2 m1v1′+m2v2′ 结论 典例分析 【例1】 (2014·课标Ⅱ)现利用图1-7-6(a)所示的装置验证动量守恒定律.在图(a)中,气垫导轨上有A、B两个滑块,滑块A右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间. 图1-7-6 实验测得滑块A的质量m1=0.310 kg,滑块B的质量m2=0.108 kg,遮光片的宽度d=1.00 cm;打点计时器所用交流电的频率f=50.0 Hz. 将光电门固定在滑块B的右侧,启动打点计时器,给滑块A一向右的初速度,使它与B相碰.碰后光电计时器显示的时间为ΔtB=3.500 ms,碰撞前后打出的纸带如图(b)所示. 答案 见解析 【例2】 某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的动量变化规律”的实验,气垫导轨装置如图1-7-7所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成. (1)下面是实验的主要步骤: ①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平; 图1-7-7 ②向气垫导轨通入压缩空气; ③接通光电计时器; ④把滑块2静止放在气垫导轨的中间; ⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳; ⑥释放滑块1,滑块1通过光电门1后与左侧固定弹簧的滑块2碰撞,碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2,两滑块通过光电门后依次被制动; ⑦读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1=10.01 ms,通过光电门2的挡光时间Δt2=49.99 ms,滑块2通过光

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