人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第1章 动量守恒定律 4.实验：验证动量守恒定律.ppt

4.实验:验证动量守恒定律第一章内容索引实验探究新知导学典例精讲释疑解惑随堂练习课标定位素养阐释1.理解实验的基本思路。2.会根据器材和实验目的设计实验方案。3.会实验操作、数据处理和误差分析。1.经历实验过程,培养动手能力和探究意识。2.通过在不同的实验方案中表示出物体碰撞前后的速度,培养科学思维方法。实验探究新知导学一、实验原理在碰撞中,测出物体的质量(m1,m2)和碰撞前后物体的速度(v1,v1,v2,v2),算出碰撞前的总动量p=m1v1+m2v2及碰撞后的总动量p=m1v1+m2v2,比较碰撞前后总动量是否相等。二、实验方案方案一、研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒实验装置如图所示。1.质量的测量:用天平测量质量。2.速度的测量:利用公式v=,式中Δx为滑块上挡光片的宽度,Δt为数字计时器显示的滑块上挡光片经过光电门对应的时间。3.利用在滑块上增加重物的方法改变碰撞物体的质量。4.实验方法:(1)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(如图甲所示);(2)在两滑块相互碰撞的端面装上弹性碰撞架(如图乙所示),可以得到能量损失很小的碰撞;(3)在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥,碰撞时撞针插入橡皮泥中,把两个滑块连成一体运动(如图丙所示),这样可以得到能量损失很大的碰撞。方案二、研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒1.实验器材斜槽、小球(两个)、天平、刻度尺、复写纸、白纸、圆规等。2.实验步骤(1)用天平测出两小球的质量,并选定质量大的小球为入射小球。(2)按照如图甲所示安装实验装置。调整、固定斜槽,使斜槽底端水平。甲(3)白纸在下,复写纸在上,在适当位置铺放好。记下铅垂线所指的位置O。(4)不放被撞小球,让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下,重复10次。用圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都圈在里面。圆心P就是小球落点的平均位置。(5)把被撞小球放在斜槽末端,让入射小球从斜槽同一高度自由滚下,使它们发生碰撞,重复实验10次。用步骤(4)的方法,标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N,如图乙所示。乙(6)连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度。将测量数据填入表中。最后代入m1·lOP=m1·lOM+m2·lON,看在误差允许的范围内上面的等式是否成立。(7)整理好实验器材放回原处。(8)实验结论:在实验误差允许范围内,碰撞前后系统的动量守恒。3.数据处理验证表达式:m1·lOP=m1·lOM+m2·lON。4.注意事项(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。典例精讲释疑解惑知识点一利用气垫导轨结合光电门进行实验验证【例题1】某同学利用气垫导轨做验证动量守恒定律的实验,气垫导轨装置如图所示,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;②向气垫导轨通入压缩空气;③接通数字计时器;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后与左侧带有固定弹簧(未画出)的滑块2碰撞,碰后滑块2和滑块1依次通过光电门2,两滑块通过光电门2后依次被制动;⑦读出滑块通过光电门的挡光时间,滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1=10.01ms,通过光电门2的挡光时间Δt2=49.99ms,滑块2通过光电门2的挡光时间Δt3=8.35ms;⑧测出挡光板的宽度d=5mm,测得滑块1的质量为m1=300g,滑块2(包括弹簧)的质量为m2=200g。(2)数据处理与实验结论:①实验中气垫导轨的作用是A.;?B.。?②碰撞前滑块1的速度v1为m/s;碰撞后滑块1的速度v2为m/s;碰撞后滑块2的速度v3为m/s。(结果均保留两位有效数字)?③系统碰撞之前m1v1=kg·m/s,系统碰撞之后m1v2+m2v3=kg·m/s。?④实验结论:。?答案:见解析解析:(2)①A.