1.4實驗驗證動量守恒定律課件高二上學(xué)期物理人教版選擇性

第4節(jié)驗證動量守恒定律測出各物體的質(zhì)量m1、m2和各物體碰撞前后的速v1、v2、v1'、v2’；若等式m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′成立，則動量守恒定律得到驗證碰撞過程——內(nèi)力遠大于外力，符合動量守恒的近似守恒條件問題2：需要測量哪些物理量？該如何測量？問題1：什么情境才能既滿足動量守恒的條件，又比較容易地實現(xiàn)？利用天平測量質(zhì)量;利用打點計時器或者光電門測量速度問題3：怎樣算是驗證了動量守恒定律？氣墊導(dǎo)軌碰撞滑塊光電門L擋光條導(dǎo)軌水平實驗器材：氣墊導(dǎo)軌、光電計時器、天平、滑塊（兩個）、彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥等。方案一：研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時的動量守恒1.實驗器材2.實驗原理（1）質(zhì)量的測量：天平稱量出滑塊質(zhì)量m1，m2（2）速度的測量：利用公式測出碰前m1的速度v1和碰后m1的速度v1′和m2的速度v2′Δx—遮光條寬度Δt—遮光條經(jīng)過光電門的時間（3）利用加重物來改變滑塊的質(zhì)量方案一：研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時的動量守恒方案一：研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時的動量守恒(4)不同碰撞情況的實現(xiàn)：方案一：研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時的動量守恒3.實驗步驟：(4)使兩滑塊依次發(fā)生上圖三種碰撞情況，計算滑塊碰撞前后的速度。(1)用天平測量兩滑塊的質(zhì)量m1、m2，填入預(yù)先設(shè)計好的表格中。(2)安裝光電門，使兩個光電門之間的距離約為50cm。(6)整理實驗儀器，數(shù)據(jù)處理，尋找守恒量。(5)改變滑塊質(zhì)量，重復(fù)步驟(4)。(3)導(dǎo)軌通氣后，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，使滑塊在氣墊導(dǎo)軌上保持不動或在導(dǎo)軌上座勻速直線運動。方案一：研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時的動量守恒4.誤差分析(1)碰撞可能不是精確的一維碰撞。(2)碰撞中其他力(例如：摩擦力、空氣阻力等)的影響帶來的誤差。(3)測量和讀數(shù)的準確性帶來的誤差，實驗中應(yīng)規(guī)范測量和讀數(shù)，同時增加測量次數(shù)，取平均值，盡量減小偶然誤差的影響。方案二：用平拋演示儀裝置驗證動量守恒定律1.實驗裝置：建立情境的器材：斜槽、鉛錘、兩個半徑相同而質(zhì)量不同的小球采集信息的器材：白紙、復(fù)寫紙、圓規(guī)測量數(shù)據(jù)的器材：天平、刻度尺將鋼球從斜槽上某一位置由靜止釋放，記錄下該位置。離開后小球做平拋運動，落點為P點。OP為鋼球平拋位移。OP=v0t.將玻璃球置于斜槽末端，將鋼球從同一位置釋放，和玻璃球碰撞后，均作平拋運動，落點分別為M點和N點，OM=v1t，ON=v2t.由于平拋運動時間t相同，水平位移正比于速度。若動量守恒，有m1OP=m1OM+m2ON.方案二：用平拋演示儀裝置驗證動量守恒定律2.實驗原理本實驗設(shè)計思想巧妙之處在于用長度測量代替速度測量。3.實驗步驟：方案二：用平拋演示儀裝置驗證動量守恒定律1.先用天平稱量出兩個小球的質(zhì)量mA、mB。3.在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙。2.安裝好實驗裝置，注意使實驗器的斜槽末端點的切線水平。4.在白紙上記下重垂線所指的位置O，它表示入射小球mA碰撞前球心的豎直投影點。5.先不放被碰小球，讓入射小球從斜槽上同一位置處靜止?jié)L下，重復(fù)10次，用圓規(guī)畫盡可能小的圓把所有的小球落點圈在里面，圓心就是入射小球不碰撞時的落地點。m1只有入射小球從固定點下落時的情況實驗過程動畫模擬OP6.把被碰小球放在斜槽軌道末端，讓入射小球從同一位置靜止?jié)L下，使它們發(fā)生正碰，重復(fù)10次，同理求出入射小球落點的平均位置

M和被碰小球落點的平均位置N。7.用刻度尺測出線段

OM、OP、ON的長度，把兩小球的質(zhì)量和相應(yīng)的水平位移數(shù)值代入m1OP＝m1OM＋m2ON，看等式是否成立。m1m2碰撞前后的動態(tài)過程MNOP4.注意事項：方案二：用平拋演示儀裝置驗證動量守恒定律1.斜槽末端要切線要水平；2.每次小球下滑要從同一位置處由靜止釋放；3.要保證對心碰撞，兩球必須大小相等；4.小球的諸多落點要用用圓規(guī)畫盡可能小的圓把所有的小球落點都圈在里面，該小圓的圓心即為小球的平均落點

；5.入射小球的質(zhì)量mA和被碰小球的質(zhì)量mB的大小關(guān)系是mA

>mB

?！镜淅咳鐖D所示為“驗證動量守恒定律”實驗裝置的示意圖，下面是本實驗中涉及到的部分物理量∶h∶入射球釋放時的高度H∶小球離開斜槽末端平拋的高度OP、OQ、OR∶平拋的水平位移（1）在以上幾個量中必須測量的是OP、OQ、__________（填表示物理量的符號）。除這些量外，實驗中還應(yīng)測量的物理量是入射小球的質(zhì)量m1和__________（用文字表述，并明確一個表示該量的符號）。（2）實驗最終要驗證的表達式為____________________。（用上邊的符號表示）（3）下列哪些做法有助于完成實驗，減