《科學(xué)驗(yàn)證：動(dòng)量守恒定律》示范課教學(xué)課件【物理魯科版高中選擇性必修第一冊(cè)（新課標(biāo)）】

3科學(xué)驗(yàn)證：動(dòng)量守恒定律第1章動(dòng)量及其守恒定律新課引入一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者所受合外力為0時(shí)，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。動(dòng)量守恒表述前面我們通過(guò)氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)研究了動(dòng)量守恒定律，下面我們?cè)偻ㄟ^(guò)小球的碰撞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律復(fù)習(xí)回顧動(dòng)量守恒表達(dá)式一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。（2）體會(huì)將不易測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)化為易測(cè)量的物理量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想。二、實(shí)驗(yàn)器材斜槽軌道、半徑相等的鋼球和玻璃球、白紙、復(fù)寫(xiě)紙、小鉛錘、天平（附砝碼）

、毫米刻度尺、圓規(guī)。三、實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)小球A、B發(fā)生正碰。若碰撞前球A的速度為v，球B靜止，碰撞后的速度分別為v1′

、v2′，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，應(yīng)有m1v1=m1v1′+m2v2′。

三、實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可采用探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)中測(cè)量平拋初速度的方法，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。三、實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)讓球A從同一位置C釋放，測(cè)出不發(fā)生碰撞時(shí)球A飛出的水平距離lOP，再測(cè)出A、B碰撞后分別飛出的水平距離lOM

、

lON，如圖所示，只要驗(yàn)證，即可驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。m1lOP

=m1lOM+m2lON三、實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)計(jì)公式變形說(shuō)明h=gt2t=m1v1=m1v1′+m2v2′m1v1t=m1v1't+m2v2′tMONPlOPlOMlONm1lOP

=m1lOM+m2lON四、實(shí)驗(yàn)步驟（1）用天平測(cè)出兩個(gè)小球的質(zhì)量。（2）將斜槽固定在桌邊并使其末端水平。在地板上鋪白紙和復(fù)寫(xiě)紙，通過(guò)小鉛錘將斜槽末端在紙上的投影記為點(diǎn)O。（3）首先讓球A從斜槽點(diǎn)C由靜止釋放。落在復(fù)寫(xiě)紙上，如此重復(fù)多次。（4）再將球B放在槽口末端，讓球A從點(diǎn)C由靜止釋放。撞擊球B，兩球落到復(fù)寫(xiě)紙上，如此重復(fù)多次。（5）取下白紙，用圓規(guī)找出落點(diǎn)的平均位置點(diǎn)P、點(diǎn)M和點(diǎn)N，用刻度尺測(cè)出lOP

、

lOM

和

lON。（6）改變點(diǎn)C位置，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。五、數(shù)據(jù)分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)論根據(jù)選定的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。選取質(zhì)量不同的兩個(gè)物體進(jìn)行碰撞，測(cè)出物體的質(zhì)量m1，m2和碰撞前后的小球的水平位移lOP

、

lOM

、

lON

，分別計(jì)算出兩物體碰撞前后的m1lOP

、m1lOM、m2

lON，并檢驗(yàn)碰撞的關(guān)系式是否相等，即數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論m1lOP

=m1lOM+m2

lON。

若滿足m1

lOP

=m1lOM+m2

lON，碰撞前后總動(dòng)量滿足動(dòng)量守恒定律。六、誤差分析實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)碰撞后系統(tǒng)（

m1、m2）水平方向總動(dòng)量小于碰撞前系統(tǒng)水平方向的總動(dòng)量，誤差主要來(lái)源于：

1.難做到準(zhǔn)確的正碰，則誤差較大，斜側(cè)末端不水平，得不到準(zhǔn)確的平拋運(yùn)動(dòng)而造成誤差。2.O

、

P、M、N各點(diǎn)定位不準(zhǔn)確，測(cè)量和作圖有誤差。七、注意事項(xiàng)（1）在實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)小球質(zhì)量不同，一定是質(zhì)量大的作入射球，質(zhì)量小的作被碰球。

（2）該實(shí)驗(yàn)要確保斜槽末端水平。（3）保證入射小球，每次必須從同一高度由靜止?jié)L下，且盡可能的讓小球的釋放點(diǎn)高些。（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)桌、斜槽及白紙的位置始終不變。（5）在計(jì)算時(shí)一定要注意m1、m2

和OP

、OM

、ON的對(duì)應(yīng)關(guān)系。典題剖析例1

某實(shí)驗(yàn)小組在進(jìn)行“探究碰撞中的動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)。入射小球與被碰小球半徑相同。(1)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，先不放B小球，使A小球從斜槽上某一固定點(diǎn)C(圖中未畫(huà)出)由靜止?jié)L下，落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡。再把B小球靜置于水平槽前端邊緣處，讓A小球仍從C處由靜止?jié)L下，A小球和B小球碰撞后分別落在記錄紙上留下各自落點(diǎn)的痕跡。如圖所示，記錄紙上的O點(diǎn)是重錘所指的位置，M、P、N分別為落點(diǎn)的痕跡。未放B小球時(shí)，A小球落地點(diǎn)是記錄紙上的()點(diǎn)。P典題剖析例1

某實(shí)驗(yàn)小組在進(jìn)行“探究碰撞中的動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)。入射小球與被碰小球半徑相同。(2)實(shí)驗(yàn)中可以將表達(dá)式m1v1=m1v1′+m2v2′轉(zhuǎn)化為m1s1=m1s1′+m2s2′來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證，其中s1、s1′、s2′為小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移?？梢赃M(jìn)行這種轉(zhuǎn)化的依據(jù)是()(請(qǐng)你選擇一個(gè)最合適的答案)A．小球飛出后的加速度相同B．小球飛出后，水平方向的速度相同C．小球在空中水平方向都做勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平位移與時(shí)間成正比D．小球在空中水平方向都做勻速直線運(yùn)動(dòng)，又因?yàn)閺耐桓叨绕綊?，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，所以水平位移與初速度成正比D典題剖析例2如圖(a)所示，在水平光滑軌道上停著甲、乙兩輛實(shí)驗(yàn)小車，甲車上系有一穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，當(dāng)甲車獲得水平向右的速度時(shí)，隨即啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，甲車運(yùn)動(dòng)一段距離后，與靜止的乙車發(fā)生正碰并粘在一起運(yùn)動(dòng)，紙帶記錄下碰撞前甲車和碰撞后兩車的運(yùn)動(dòng)情況，如圖(b)所示，電源頻率為50Hz，則碰撞前甲車速度大小為_(kāi)_______m/s，碰撞后的共同速度大小為_(kāi)_______m/s.解析：碰撞前Δx=1.2cm，碰撞后Δx′=0.8cm，T=0.02s碰撞后ΔxΔx'