1.4實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動量守恒定律課件高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

第一章動量守恒定律第4節(jié)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動量守恒定律++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++高中物理2019人教版-選擇性必修第一冊-BHGZWLLXJ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

知識回顧1、動量守恒定律的內(nèi)容？

如果一個系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為0，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。2、動量守恒定律的表達(dá)式？

p＝p′或m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′3、動量守恒的條件？①

系統(tǒng)不受外力或所受合外力為零②

合外力不為零，但內(nèi)力?外力，且作用時間極短，如爆炸，碰撞等。③

系統(tǒng)在某一方向上合外力為零，可認(rèn)為系統(tǒng)在該方向上動量守恒。

一、實(shí)驗(yàn)思路1、為了方便實(shí)驗(yàn)與計(jì)算，應(yīng)該設(shè)計(jì)那種情景驗(yàn)證動量守恒定律？碰撞

為了簡便，可使兩個物體碰撞前后均沿同一直線運(yùn)動（一維碰撞）。2、實(shí)驗(yàn)中需要測量哪些物理量？①

物體的質(zhì)量:m1和m2②

物體碰撞前后的速度:v1、v2、v1'、v2'想一想：如何測量物體碰撞前后的速度？根據(jù)你所學(xué)以往知識能說出幾種。①

利用打點(diǎn)計(jì)時器測速②

利用光電門測速③

利用平拋運(yùn)動測速

……

二、方案設(shè)計(jì)（一）、氣墊導(dǎo)軌光電門法①利用氣墊導(dǎo)軌來減小摩擦力。②利用光電計(jì)時器測量滑塊碰撞前后的速度。③通過在滑塊上添加已知質(zhì)量的物塊來改變碰撞物體的質(zhì)量。想一想：氣墊導(dǎo)軌是否需要調(diào)成水平？

實(shí)驗(yàn)時氣墊導(dǎo)軌需要調(diào)成水平，使物塊在導(dǎo)軌上能做勻速直線運(yùn)動。（一）、氣墊導(dǎo)軌光電門法本實(shí)驗(yàn)可以研究以下幾種情況的碰撞：碰撞后分開碰撞后連成一體分裂為兩部分向相反方向運(yùn)動原來連在一起的物體由于有相互斥力而分開，這也是一種碰撞（一）、氣墊導(dǎo)軌光電門法碰撞情況Ⅰ:碰撞后分開運(yùn)動滑塊A撞擊靜止滑塊B（mA＞mB）彈性碰撞架滑mAv1=mA·v2+mBv3碰撞情況Ⅱ:

碰撞后連成一體（一）、氣墊導(dǎo)軌光電門法運(yùn)動滑塊A撞擊靜止滑塊B，撞后兩者粘在一起。mAv=(mA+mB)v共（一）、氣墊導(dǎo)軌光電門法碰撞情況Ⅲ:

分裂為兩部分，向相反方向運(yùn)動

兩個滑塊間放置一輕質(zhì)彈簧，擠壓兩個滑塊使彈簧壓縮，并用一根細(xì)線將兩個滑塊固定。燒斷細(xì)線，彈簧彈開后落下，兩個滑塊由靜止向相反方向運(yùn)動。0=mAvA-mBvB（一）、氣墊導(dǎo)軌光電門法注意事項(xiàng)：①

實(shí)驗(yàn)之前需要將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平；②實(shí)驗(yàn)時應(yīng)該確保發(fā)生的是一維碰撞；③記錄數(shù)據(jù)時應(yīng)規(guī)定正方向，若速度方向與規(guī)定方向相反，則取負(fù)值。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(zhǔn)確性帶來的誤差，實(shí)驗(yàn)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。（二）、平拋運(yùn)動法1、思路:

使入射小球從斜槽不同高度處滾下，測出兩球的質(zhì)量以及它們每次碰撞前后的速度，就可以驗(yàn)證動量守恒定律。小球碰撞前后瞬間的速度方向都是水平的，由平拋知識有：v1=x1/tv1′=x1′/tv2=x2/t可以不測速度的具體數(shù)值，用水平位移x代替速度進(jìn)行驗(yàn)證。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想巧妙之處在于用長度測量代替速度測量。思想方法：等效替代2、物理量的測量:小球質(zhì)量

——用天平測量碰撞前后瞬間的速度

——用平拋知識求出（二）、平拋運(yùn)動法3、實(shí)驗(yàn)要點(diǎn):

①

為防止入射球反彈，選質(zhì)量大的小球?yàn)槿肷湫∏颍╩1＞m2）②

為保證對心碰撞，兩球的半徑應(yīng)相等（r1=r2）③

安裝實(shí)驗(yàn)裝置時，應(yīng)使斜槽末端水平。④

為便于確定小球水平位移，可用鉛垂線記錄斜槽末端在水平地面投影的位置（O點(diǎn)位置）；在水平地面上適當(dāng)位置鋪放白紙，在白紙上鋪放復(fù)寫紙

，確定小球落點(diǎn)的位置。⑤每次小球下滑要從同一位置處由靜止釋放，用球心在水平地面的投影點(diǎn)到平均落點(diǎn)的距離表示小球的水平位移。圓心為小球平均落點(diǎn)（二）、平拋運(yùn)動法

思考與討論：①

使用的斜槽必須要光滑嗎?②實(shí)驗(yàn)中需要測量時間嗎？需要測量桌面的高度嗎？③

怎么分清圖中的三個落點(diǎn)？④

請寫出驗(yàn)證關(guān)系式。驗(yàn)證動量守恒定律2、數(shù)據(jù)測量：由m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'知，需測質(zhì)量和速度3、實(shí)驗(yàn)方案：1、實(shí)驗(yàn)思路：

利用一維內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力碰撞的方式，驗(yàn)證動量守恒①氣墊導(dǎo)軌光電門法②平拋運(yùn)動法

課堂小結(jié)1．現(xiàn)用如圖所示裝置驗(yàn)證動量守恒定律，現(xiàn)給滑塊A向右的初速度，使它與靜止的B相碰。碰前與光電門1相連的光電計(jì)時器顯示的時間是t1，碰后與光電門1相連的光電計(jì)時器顯示的時間是t2，與光電門2相連的光電計(jì)時器顯示的時間是t3，滑塊A的質(zhì)量m1，滑塊B的質(zhì)量m2(1)驗(yàn)證碰撞中動量守恒，需驗(yàn)證表達(dá)式為_______（用m1,m2,t1,t2,t3表示）(2)要驗(yàn)證碰撞是彈性碰撞，需要驗(yàn)證的表達(dá)式為_______（用t1,t2,t3表示）(3)假設(shè)碰撞是彈性碰撞，為保證碰后A向左運(yùn)動，則m1

m2（填>,<或=）2．如圖所示為“驗(yàn)證動量守恒定律”實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。（1）在以上幾個量中必須測量的是OP、OQ、________的距離。除這些量外，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的表達(dá)式為____________________。（用上邊的符號表示）（3