2017-2018学年高中物理选修3-5全一册教学案(24份)粤教版(汇教案).docx

实验验证动量守恒定律 一、实验目的 ．验证一维碰撞中的动量守恒。 ．探究一维弹性碰撞的特点。 二、实验原理 在一维碰撞中， 测出物体的质量和碰撞前后物体的速率、 ′， 找出碰撞前的动量＝＋及碰撞后的动量′＝′＋′，看碰撞前后动量是否守恒。 三、实验器材 方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块 ( 两个 ) 、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。 方案二：带细线的摆球 ( 两套 ) 、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。 方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车 ( 两个 ) 、天平、撞针、橡皮泥。方案四：斜槽，大小相等质量不同的小钢球两个，重垂线一条，白纸，复写纸，天平一 台，刻度尺，圆规。 四、实验步骤 方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验 () 测质量：用天平测出滑块质量。 () 安装：正确安装好气垫导轨。 () 实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度 改变滑块的质量，②改变滑块的初速度大小和方向 ) 。  ( ① ()  验证：一维碰撞中的动量守恒。 方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验 ()  测质量：用天平测出两小球的质量、  。 ()  安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来。 ()  实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰。 () 测速度： 可以测量小球被拉起的角度， 从而算出碰撞前对应小球的速度， 测量碰撞后 小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度。 () 改变条件：改变碰撞条件，重复实验。 () 验证：一维碰撞中的动量守恒。 方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验 () 测质量：用天平测出两小车的质量。 () 安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端， 把纸带穿过打点计时器， 连在小车的 后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥。 () 实验：接通电源，让小车运动，小车静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车 连接成一体运动。 () 测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间，由＝算出速度。 () 改变条件：改变碰撞条件、重复实验。 () 验证：一维碰撞中的动量守恒 方案四：利用等大小球做平抛运动完成一维碰撞实验 () 先用天平测出小球质量、 。 () 按图实－所示那样安装好实验装置， 将斜槽固定在桌边， 使槽的 末端点切线水平， 调节实验装置使两小球碰时处于同一水平高度， 且碰 撞瞬间， 入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行， 以确保正 图实－ 碰后的速度方向水平。 () 在地上铺一张白纸，在白纸上铺放复写纸。 () 在白纸上记下重垂线所指的位置，它表示入射球碰前的位置。 () 先不放被碰小球， 让入射小球从斜槽上同一高度处滚下， 重复次， 用圆规画尽可能小 的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射球发生碰撞前的落地点。 () 把被碰小球放在小支柱上，让入射小球从同一高度滚下，使它发生正碰， 重复次，仿 步骤求出入射小球落地点的平均位置和被碰小球落地点的平均位置。 () 过和在纸上作一直线。 () 用刻度尺量出线段、 、的长度。把两小球的质量和相应的数值代入·＝·＋·，看是 否成立。 () 整理实验器材放回原处。 五、注意事项 ．前提条件 碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。 ．方案提醒 () 若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平。 () 若利用摆球进行实验， 两小球静放时球心应在同一水平线上， 且刚好接触， 摆线竖直， 将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直面内。 () 若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一小木片用以平衡摩擦力。 () 若利用斜槽小球碰撞应注意： ①斜槽末端的切线必须水平。 ②把被碰小球放在斜槽末端。 ③入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放。 ④选质量较大的小球作为入射小球。 ⑤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。 ．探究结论 寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变。 六、误差分析 ．系统误差 主要来源于装置本身是否符合要求，即： () 碰撞是否为一维碰撞。 () 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， 长木板实验是 否平衡掉摩擦力。 ．偶然误差 主要来源于质量和速度的测量。 ．改进措施 () 设计方案时应保证碰撞为一维碰撞，且尽量满足动量守恒的条件。 () 采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差。 实验原理的理解和误差分析 [ 例 ] 气垫导轨是常用的一种实验仪器， 它是利用气泵使带孔的 导轨与滑块之间形成气垫， 使滑块悬浮在导轨上， 滑块在导轨上的运 动可视为没有摩擦。 我们可以用带竖直挡板和的气垫导轨和滑块和验 图实－ 证动量守恒定律， 实验装置如图实－所示 ( 弹簧的长度忽略不