实验：验证动量守恒定律 高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.pptxVIP

新人教版选择性必修一

第一章动量守恒定律

第4节验证动量守恒定律

二、光的折射

学习任务一：实验思路

1.两个物体在发生碰撞时，作用时间很短。根据动量定理，它们的相互作用力很大。如果把这两个物体看作一个系统，那么，虽然物体还受到重力、支持力、摩擦力、空气阻力等外力的作用，但是有些力的矢量和为0，有些力与系统内两物体的相互作用力相比很小。因此，在可以忽略这些外力的情况下，碰撞满足动量守恒定律的条件。

2、实验中哪些物体组成了要研究的系统？

3、如何创造实验条件，使系统所受外力的矢量和近似为0？

4、需要测量哪些物理量？

两个相互碰撞的物体

利用气垫导轨尽量减小阻力，重力与支持力平衡，系统外力矢量和为0

物体质量用天平测量，速度用光电门无接触测量。

1.根据动量守恒定律的表达式：m1v1+m2v2=m1v1+m2v2，实验中我们需要测量哪些物理量？

（1）测量物体的质量：m1和m2

（2）测量物体碰撞前后的速度：v1、v2、v1、v2

2.如何测两个物体的质量？

物体质量可用天平直接测量

3.如何测量物体碰撞前后的速度？根据你所学以往知识能说出几种？

（1）利用打点计时器测速

（2）利用光电门测速

（3）利用机械能守恒定律测速

（4）利用平抛运动测速

学习任务二：物理量的测量

二、光的折射

研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒

方案一：

情景2.在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥（图2），碰撞时撞针插入橡皮泥中，使两个滑块连成一体运动。如果在两个滑块的碰撞端分别贴上尼龙拉扣，碰撞时它们也会连成一体。

图2滑块碰撞后粘连

情景3.原来连在一起的两个物体，由于相互之间具有排斥的力而分开，这也可视为一种碰撞。这种情况可以通过下面的方式实现。在两个滑块间放置轻质弹簧，挤压两个滑块使弹簧压缩，并用一根细线将两个滑块固定。烧断细线，弹簧弹开后落下，两个滑块由静止向相反方向运动（图3）。

图3弹簧使静止滑块分开

情景1.选取两个质量不同的滑块，在两个滑块相互碰撞的端面装上弹性碰撞架（图1），滑块碰撞后随即分开。

图1滑块碰撞后分开

1.实验情景设置：

二、光的折射

2.实验器材

气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等．

研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒

方案一：

（1）质量的测量：天平称量出滑块质量m1，m2,利用加重物来改变滑块的质量

（2）速度的测量：

Δx—遮光条宽度

Δt—遮光条经过光电门的时间

3.实验需要测量的物理量

(4)使两滑块依次发生上图三种碰撞情况，计算滑块碰撞前后的速度。

(1)用天平测量两滑块的质量m1、m2，填入预先设计好的表格中。

(2)安装光电门，使两个光电门之间的距离约为50cm。

(6)整理实验仪器，数据处理，寻找守恒量。

(5)改变滑块质量，重复步骤(4)。

(3)导轨通气后，调节气垫导轨水平，使滑块在气垫导轨上保持不动或。

研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒

方案一：

4.实验步骤

（1）实验之前需要将气垫导轨调节水平；

（2）实验时应该确保发生的是一维碰撞；

（3）测量挡光片的宽度时应尽量减小误差；

5.注意事项

mA＞mB,运动滑块A撞击静止滑块B。

两静止滑块被弹簧弹开，一个向左，一个向右

运动滑块A撞击静止滑块B，撞后两者粘在一起。

mAv1=mA·v2+mBv3

mAv=(mA+mB)v共

0=mAvA-mBvB

研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒

方案一：

实验数据分析

研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒

方案一：

实验演示

研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒

方案一：

实验演示

研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒

方案二：

将斜槽固定在铁架台上，使槽的末端水平。让一个质量较大的小球（入射小球）从斜槽上滚下，跟放在斜槽末端的另一个大小相同、质量较小的小球（被碰小球）发生正碰。

使入射小球从斜槽不同高度处滚下，测出两球的质量以及它们每次碰撞前后的速度，就可以验证动量守恒定律。

1、实验装置中的铅锤线起什么作用？

2、如何记录并测量小球飞出的水平距离？

两球碰撞前后的速度，可以利用平抛运动的知识求出。

在这个实验中也可以不测量速度的具体数值。做平抛运动的小球落到地面，它们的下落高度相同，飞行时间也就相同。因此，小球碰撞后的速度之比就等于它们落地时飞行的水平距离之比。

1.实验情景设置

研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒

方案二：

斜槽、同体积的钢球两个、重垂线、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规。

2.实验器材

3.实验需要测量的物理量

研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒

方案二：

1.先用天平称量出两个小球的质量mA、mB。

3.在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。

2.安装好实验装置，注