人教版高中物理《動量守恒定律》課件1

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實驗:驗證動量守恒定律自主閱讀自我檢測一、實驗目的驗證碰撞中的動量守恒。二、實驗原理在一維碰撞(碰撞前后物體都在同一直線上運動)的情況下,令兩個物體的質(zhì)量分別為m1、m2,碰撞前的速度分別為v1、v2,碰撞后的速度分別為v1'、v2',如果速度的方向與設(shè)定的坐標軸的正方向一致,取正值,反之則取負值。測出m1、m2,v1、v2,v1'、v2',若m1v1+m2v2=

,那么碰撞中動量守恒。

m1v1'+m2v2'

自主閱讀自我檢測三、參考案例1

研究氣墊導軌上滑塊碰撞時的動量守恒1.實驗中物理量的測量(1)質(zhì)量的測量:用

測量質(zhì)量。

(2)速度的測量:利用公式v=,式中Δx為滑塊(擋光片)的寬度,Δt為計時器顯示的滑塊(擋光片)經(jīng)過光電門所對應(yīng)的時間。(3)利用在滑塊上

的方法改變碰撞物體的質(zhì)量。

天平

增加重物自主閱讀自我檢測2.實驗方法

(1)用細線將彈簧片壓縮,放置于兩個滑塊之間,并使它們靜止,然后燒斷細線,彈簧片彈開后落下,兩個滑塊隨即向相反方向運動(圖甲)。(2)在兩滑塊相碰的端面上裝上彈性碰撞架(圖乙),可以得到能量損失很小的碰撞。(3)在兩個滑塊的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥,碰撞時撞針插入橡皮泥中,把兩個滑塊連成一體運動(圖丙),這樣可以得到能量損失很大的碰撞。自主閱讀自我檢測【實驗器材】氣墊導軌(含氣泵)、光電計時器、滑塊(帶擋光板、兩個)、彈簧片(或彈簧)、細繩、彈性碰撞架、撞針、橡皮泥?！緦嶒灢襟E】(1)用

測出兩滑塊的質(zhì)量,用___________

測出滑塊上擋光片的寬度。

(2)安裝好氣墊導軌,調(diào)節(jié)導軌下面的調(diào)節(jié)旋鈕,直到水平儀中的氣泡位于

,此時導軌水平。

(3)接通氣泵的電源,向氣墊導軌通入壓縮空氣。(4)(按照實驗方案(2))把滑塊2放在氣墊導軌的中間,使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮筋后釋放滑塊1。(5)記錄滑塊1通過光電門的時間t1,碰后滑塊1和滑塊2依次通過光電門的時間t1'、t2。天平

毫米刻度尺中央自主閱讀自我檢測【數(shù)據(jù)處理】結(jié)論:

。

【注意事項】(1)氣墊導軌是一種精度較高的現(xiàn)代化儀器,切忌振動、重壓,嚴防碰傷和劃傷,絕對禁止在不通氣的情況下將滑塊在軌面上滑動。(2)調(diào)整氣墊導軌時要利用水平儀確保導軌

。

碰撞前兩滑塊的動量之和等于碰撞后兩滑塊的動量之和水平自主閱讀自我檢測四、參考案例2

研究斜槽末端小球碰撞時的動量守恒[實驗中物理量的測量]如圖所示,質(zhì)量較大的小球從斜槽上固定位置滾下來,跟放在斜槽末端的另一質(zhì)量較小的球發(fā)生碰撞后都做

運動。由平拋運動知識可知,各小球落地的

相等。這樣如果用小球的飛行時間作時間單位,那么小球飛出的

在數(shù)值上就等于它的水平速度。因此,只要分別測出兩小球的質(zhì)量m1、m2和不放被碰小球時入射小球在空中飛出的水平距離OP,以及入射小球與被小球碰撞后在空中飛出的水平距離OM和ON,若在實驗誤差允許的范圍內(nèi)m1OP=

,就驗證了小球組成的系統(tǒng)碰撞前后總動量守恒。

平拋時間水平距離m1OM+m2ON自主閱讀自我檢測【實驗器材】斜槽、鉛垂線、大小相等而質(zhì)量不等的小球兩個、白紙、復寫紙、刻度尺、圓規(guī)、三角板、天平?！緦嶒灢襟E】(1)用

測出兩小球的質(zhì)量,并選定質(zhì)量大的小球為入射小球。

(2)按照圖所示,安裝實驗裝置。調(diào)整固定斜槽,應(yīng)使斜槽末端

,即在水平槽上放置小球,小球能夠保持靜止,說明槽口末端水平。

(3)在水平地面上適當位置鋪放白紙,在白紙上鋪放復寫紙,記下

所指的位置O。

(4)不放被碰小球,讓入射小球從斜槽上某固定高度滾下,重復10次。用盡可能小的

把所有的小球落點圈在里面,_______

P就是小球落點的平均位置。

天平水平鉛垂線圓圓心自主閱讀自我檢測(5)把被碰小球放在斜槽末端,讓入射小球從

高度滾下,使它們發(fā)生碰撞,重復實驗10次。用步驟(4)的方法,標出碰后入射小球落點的平均位置M和被碰小球的落點的平均位置N。如圖所示。

(6)連接ON,測量線段OP、OM、ON的長度。將測量數(shù)據(jù)填入表中。同一自主閱讀自我檢測【數(shù)據(jù)處理】記錄分析結(jié)論:

。

【注意事項】(1)斜槽末端點的切線要水平。(2)入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量。(3)每次入射小球在斜槽上同一高度自由滾下。(4)白紙鋪好后不能移動。碰撞前兩小球的動量之和等于碰撞后兩小球的動量之和自主閱讀自我檢測正誤判斷1.氣墊導軌使用前須調(diào)節(jié)到水平狀態(tài)。(

)2.在氣墊導軌上放滑塊前,須先給導軌通壓縮空氣。(

)3.滑塊通過光電門時的速度大小等于擋光片的寬度與擋光時間的比。(

)4.利用斜槽驗證動量守恒時,斜槽末端不需要調(diào)整到水平。(

)√√√×解析:只有斜槽末端水平,才能保證小球碰前或碰后做平拋運動,進而用水平射程替代速度。自主閱讀自我檢測5.利用斜槽驗證動量守恒時,入射小球的質(zhì)量可以小于被碰小球的質(zhì)量。(

)6.利用斜槽驗證動量守恒時,兩小球碰后的速度大小可以用它們做平拋運動的水平距離替代。(

)×解析:為保證入射小球碰后不反彈,其質(zhì)量須大于被碰小球的質(zhì)量?！虇栴}一問題二當堂檢測實驗原理與操作典例剖析例題1某同學用如圖所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證碰撞過程中的動量守恒,圖中PQ是斜槽,QR為水平槽。實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡。重復上述操作10次,得到10個落點痕跡。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,讓A球仍從位置G由靜止開始滾下,和B球碰撞后,A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡,重復這種操作10次。圖中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點,B球落點痕跡如圖所示,其中刻度尺水平放置,且平行于G、R、O所在的平面,刻度尺的零點與O點對齊。問題一問題二當堂檢測(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為

cm。

(2)在以下選項中,本次實驗必須進行的測量是

。

A.水平槽上未放B球時,A球落點位置到O點的距離B.A球與B球碰撞后,A球落點位置到O點的距離C.A球與B球的質(zhì)量D.G點相對于水平槽面的高度第一章4實驗驗證動量守恒定律—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊課件(共24張PPT)第一章4實驗驗證動量守恒定律—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊課件(共24張PPT)問題一問題二當堂檢測解析:(1)本題利用了高度相同、小球運動時間相同,在比例式中,可以用位移代替速度,即變難測物理量為易測物理量,圍繞10個落點所在的范圍作最小的圓,其圓心即為平均落點,xB=64.8

cm。(2)還應(yīng)測出未放B球時,A球落點位置到O點的距離,A球和B球碰后,A球落點位置到O點的距離及A、B兩球的質(zhì)量。答案:(1)64.8

(2)ABC第一章4實驗驗證動量守恒定律—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊課件(共24張PPT)第一章4實驗驗證動量守恒定律—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊課件(共24張PPT)問題一問題二當堂檢測數(shù)據(jù)處理與誤差分析典例剖析例題2某同學運用以下實驗器材,設(shè)計了一個碰撞實驗來驗證碰撞中的動量守恒:打點計時器、低壓交流電源(頻率為50Hz)、紙帶、表面光滑的長木板、帶撞針的小車A、帶橡皮泥的小車B、天平。該同學設(shè)計的實驗步驟如下:A.用天平測出小車A的質(zhì)量為mA=0.4kg,小車B的質(zhì)量為mB=0.2kgB.更換紙帶重復操作三次C.小車A靠近打點計時器放置,在車后固定紙帶,把小車B放在長木板中間D.把長木板平放在桌面上,在一端固定打點計時器,連接電源E.接通電源,并給小車A一定的初速度vA第一章4實驗驗證動量守恒定律—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊課件(共24張PPT)第一章4實驗驗證動量守恒定律—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊課件(共24張PPT)問題一問題二當堂檢測(1)請將以上步驟按操作的先后順序排列出來

。

(2)打點計時器打下的紙帶中,比較理想的一條如圖所示,根據(jù)這些數(shù)據(jù)完成下表。(3)根據(jù)以上數(shù)據(jù)得到的結(jié)論:

。

第一章4實驗驗證動量守恒定律—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊課件(共24張PPT)第一章4實驗驗證動量守恒定律—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊課件(共24張PPT)問題一問題二當堂檢測解析:(1)按照先安裝,后實驗,最后重復的順序,該同學正確的實驗步驟為ADCEB。(2)碰撞前后均為勻速直線運動,由紙帶上的點跡分布求出速度。碰后小車A、B合為一體,求出AB整體的共同速度。注意打點計時器的頻率為50

Hz,打點時間間隔為0.02

s,通過計算得下表。(3)根據(jù)數(shù)據(jù)分析知碰撞前后兩車的總動量不變。答案:(1)ADCEB

(2)見解析

(3)碰撞前后兩車的總動量不變

第一章4實驗驗證動量守恒定律—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊課件(共24張PPT)第一章4實驗驗證動量守恒定律—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊課件(共24張PPT)問題一問題二當堂檢測1.利用氣墊導軌做驗證碰撞中的動量守恒實驗時,不需要測量的物理量是(

)A.滑塊的質(zhì)量

B.擋光時間C.擋光片的寬度 D.滑塊移動的距離答案:D

解析:根據(jù)實驗原理可知,滑塊的質(zhì)量、擋光時間、擋光片的寬度都是需要測量的物理量,其中滑塊的質(zhì)量用天平測量,擋光時間用光電計時器測量,擋光片的寬度可事先用刻度尺測量。只有移動的距離不需要測量,故選項D正確。第一章4實驗驗證動量守恒定律—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊課件(共24張PPT)第一章4實驗驗證動量守恒定律—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊課件(共24張PPT)問題一問題二當堂檢測2.氣墊導軌工作時能夠通過噴出的氣體使滑塊懸浮從而基本消除掉摩擦力的影響,因此成為重要的實驗器材,氣墊導軌和光電門、數(shù)字毫秒計配合使用能完成許多實驗?，F(xiàn)提供以下實驗器材:第一章4實驗驗證動量守恒定律—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊課件(共24張PPT)第一章4實驗驗證動量守恒定律—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊課件(共24張PPT)問題一問題二當堂檢測利用以上實驗器材可以完成“驗證動量守恒定律”的實驗。為完成此實驗,某同學將實驗原理設(shè)定為:m1v0=(m1+m2)v。(1)針對此原理,應(yīng)選擇的器材為

(填寫器材編號)。

(2)在所選的器材中,

(填寫器材編號)器材對應(yīng)原理中的m1。

解析:(1)題給原理說明碰撞前只有一個滑塊運動,碰撞后兩滑塊結(jié)合為一體,所以需要ABC。(2)碰前運動的滑塊需要測其速度,所以應(yīng)選帶遮光板的B作為m1。答案:(1)ABC

(2)B第一章4實驗驗證動量守恒定律—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊課件(共24張PPT)第一章4實驗驗證動量守恒定律—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊課件(共24張PPT)問題一問題二當堂檢測3.下圖為氣墊導軌上兩個滑塊A、B相互作用后運動過程的頻閃照片,頻閃的頻率為10Hz。開始兩個滑塊靜止,它們之間有一根被壓縮的輕彈簧,滑塊用細繩連接,細繩燒斷后,兩個滑塊向相反方向運動。已知滑塊

A、B的質(zhì)量分別為200g、300g,根據(jù)照片記錄的信息,可知細繩燒斷后,A