2024年人教版高中物理选择性必修第一册第一章动量守恒定律第4节实验：验证动量守恒定律.pptx

第一章动量守恒定律;4．实验：验证动量守恒定律;课前预习反馈;目标体系构建;

1．掌握验证动量守恒定律的实验思路和实验方法；明确实验所需测量的物理量。

2．设计实验方案，进行数据处理，得出实验结论，验证动量守恒定律。

3．通过实验验证，进一步领会守恒思想。;

;课前预习反馈;知识点1;知识点2;知识点3;知识点4;

方案二：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒

1．实验器材：铁架台，斜槽轨道，两个大小相等、质量______同的小球，重垂线，复写纸，白纸，_________，____________，圆规，三角板等。

2．实验的基本思想——转化法：

不易测量量转化为易测量量的实验设计思想。;

3．实验原理：(1)让一个质量较大的小球从斜槽上滚下，与放在斜槽末端的另一质量较小的小球发生碰撞，之后两小球都做_________运动。

(2)速度的测量：由于两小球下落的高度相同，所以它们的飞行时间_________。如果用小球的飞行时间作时间单位，那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平_________。

;课内互动探究;探究;3．碰撞情境的实现

利用轻质弹簧、细线、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等设计各种类型的碰撞，通过在滑块上添加已知质量的物块来改变碰撞物体的质量。

(1)情境1：质量不同的两滑块，一静一动碰撞；

(2)情境2：两滑块追碰、相向碰，碰撞后分开；

(3)情境3：两滑块挤压弹簧后用细线连接，烧断细线后两滑块分开；

(4)情境4：两滑块碰撞后，撞针插入橡皮泥中，使滑块连成一体。;

4．数据记录与处理

(1)规定正方向，碰撞前后速度的方向与正方向相同为正，相反为负。

(2)通过计算碰撞前后的总动量，检验是否满足动量守恒定律。

;典例剖析

1．(2023·湖北高二期中)某同学用如图所示气垫导轨和压力传感器验证动量守恒实验，实验步骤如下：

①用托盘天平测出两滑块的质量m1、m2

②将m2右移，压缩右侧弹簧至一定长度，然后由静止释放m2，使得m2与m1碰撞后反弹

;(1)在实验之前还需要进行的实验操作有()

A．测量弹簧的原长

B．在使用之前将压力传感器调零

C．测出初始时m1、m2到左右两侧压力传感器的距离

D．记录下m1、m2碰撞后到压??左右两侧压力传感器到最大示数的时间

(2)为使m2与m1碰撞后反弹，需保证m2______m1(填“”“＝”“”)。

(3)m2碰前初速度为__________(用题目所给字母表示)。

;D;

解析：(1)不需要测量弹簧原长，A错误；在使用之前将压力传感器调零，为后续实验和测量工作打下基础，B正确；m1、m2在气垫导轨上做匀速运动，不需要测出初始时m1、m2到左右两侧压力传感器的距离，C错误；压缩弹簧所需时间对实验没有影响，不需要测量，D错误。

(2)为使m2与m1碰撞后反弹，需保证m2m1。

;用如图所示的装置可以验证动量守恒定律，在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。

(1)实验前需要调节气垫导轨水平：在轨道上只放滑块A，轻推一下滑块A，其通过光电门1和光电门2的时间分别为t1、t2，若t1______t2(选填“”“＝”或“”)，则说明气垫导轨水平。

;(2)滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度，通过光电门1的时间为Δt1，A与B碰撞后A再次通过光电门1的时间为Δt2，滑块B通过光电门2的时间为Δt3。为完成该实验，还必须测量的物理量有______。

A．挡光片的宽度d

B．滑块A的总质量m1

C．滑块B的总质量m2

D．光电门1与光电门2的间距L

(3)若滑块A和B在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式

为：__________________(用已知量和测量量表示)。;

解析：(1)当气垫导轨水平时，滑块A在导轨上做匀速直线运动，所以滑块A经过两光电门时用时相等，即t1＝t2。

(2)本实验需要验证动量守恒定律，所以在实验中必须要分别测量滑块A、B的总质量和碰撞前后的速度，速度可以根据挡光片的宽度和滑块通过光电门的时间求解，两挡光片的宽度相等，可以在数据处理的过程中消去，所以不需要测量挡光片的宽度，故选BC。

;探究;

3．实验操作

(1)不放被撞小球，让入射小球从斜槽上某固定位置处自由滚下。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。

(2)把被撞小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽固定位置处自由滚下，使它们发生碰撞，重复10次，用(1)中的方法，标出入射小球发生碰撞后落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N。;(3)连接O、N。测量线段OP、OM、ON的长度，将

测量数据代