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1、第第4 4节节 实验：验证动量守恒定律实验：验证动量守恒定律人教版选择性必修第一册第一章第一章 动量守恒定律动量守恒定律温故知新动量守恒定律的适用条件？动量守恒定律的适用条件？【提示】系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0.我们生活中的物体受到各种力的作用，难以满足这种理想化的条件。但是，在某些情况下，可以近似满足动量守恒定律。动量守恒定律。想一想，满足上述条件的过程有哪些？想一想，满足上述条件的过程有哪些？【提示】可以考虑符合动量守恒条件的情形来验证动量守恒定律。在设计实验时应考虑如下问题：实验中那些物体组成了要研究的系统？如何创造实验条件，时系统所受外力的矢量和近似为0？需要测量那些物理量
2、？新知讲解一、一、实验目的实验目的 在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前、后物体的速度v、v，找出碰撞前的动量pm1v1m2v2及碰撞后的动量pm1v1m2v2，看碰撞前、后动量是否守恒。二、二、实验原理实验原理验证动量守恒定律方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒例题例例 在利用气垫导轨验证动量守恒时，用到的测量工具有()A停表、天平、刻度尺B弹簧测力计、停表、天平C天平、刻度尺、光电计时器D停表、刻度尺、光电计时器C解析：用天平测滑块质量，用刻度尺测挡光片的宽度运动时间是指挡光片通过光电门的时间，由光电计时器计时，因此不需要停表参考案例参考案
3、例2 研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒例题例例 如图所示，为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置：关于实验，下列叙述正确的是（）A.入射球A每次必须从同一高度静止下滑B.轨道有摩擦，对实验有影响，必须选择光滑轨道C.入射球A的质量大于被碰球B的质量D.入射球A的半径一定大于被碰球B的半径AC参考案例参考案例3 利用小车在光滑长木板碰撞另一辆静止的小车实现一维碰撞利用小车在光滑长木板碰撞另一辆静止的小车实现一维碰撞实验装置如图所示：实验装置如图所示：(1)质量的测量：用天平测量质量。质量的测量：用天平测量质量。(2)速度的测量：速度的测量：vt(x)，式中，式中x是
4、纸带上两计数点间的距离，是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量可用刻度尺测量t为小车经过为小车经过x所用的时间，可由打点间隔算出。所用的时间，可由打点间隔算出。这个方案适合探究碰撞后两物体结合为一体的情况。这个方案适合探究碰撞后两物体结合为一体的情况。(3)碰撞的实碰撞的实现：两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥。现：两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥。新知讲解三、三、实验器材实验器材方案一：方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个两个)、弹簧、细线、弹簧、细线、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等方案二：方案二：带细线的摆球带
5、细线的摆球(两个两个)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等胶布等方案三：方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个两个)、天平、撞针、天平、撞针、橡皮泥等橡皮泥等新知讲解四、四、实验步骤实验步骤 不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下：骤如下：1用天平测量相关碰撞物体的质量用天平测量相关碰撞物体的质量m1、m2。2安装实验装置安装实验装置。3使物体发生一维碰撞使物体发生一维碰撞。4测量或读出碰撞前后相关的物理量，计算对应的速度测量或读出碰撞前后
6、相关的物理量，计算对应的速度。5改变碰撞条件，重复步骤改变碰撞条件，重复步骤3、4。6进行数据处理，通过分析比较，找出碰撞中的进行数据处理，通过分析比较，找出碰撞中的“不变量不变量”。7整理器材，结束实验整理器材，结束实验。新知讲解五、五、数据处理数据处理将实验中测得的物理量填入下表，填表时需注意物体碰撞后运将实验中测得的物理量填入下表，填表时需注意物体碰撞后运动的速度与原来的方向相反的情况动的速度与原来的方向相反的情况名称名称碰撞前碰撞前碰撞后碰撞后质量质量m/kgm1m2m1m2 速度速度v/(ms1)v1v2v1v2 新知讲解六、六、误差分析误差分析1系统误差：主要来源于装置本身是否符合
7、要求，即：系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即：(1)碰撞是否为一维碰撞。碰撞是否为一维碰撞。(2)实验中是否合理控制实验条件，如气垫导轨是否水平，实验中是否合理控制实验条件，如气垫导轨是否水平，两球是否等大，长木板实验是否平衡摩擦力。两球是否等大，长木板实验是否平衡摩擦力。2偶然误差：主要来源于对质量偶然误差：主要来源于对质量m和速度和速度v的测量。的测量。新知讲解七、七、注意事项注意事项1.前提条件：前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。2.方案提醒：方案提醒：(1)若利用气垫导轨气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪 确保 导轨水平 (2)若利用摆球摆球进行实
8、验，两小球静止时球心应在同一水平线上，且刚 好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直平面内 (3)若利用长木板长木板进行实验，可在长木板的一端下垫一小木片用以平衡 摩擦力3.探究结论：探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变。寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变。课堂检测1.在利用平抛运动做“探究碰撞中的不变量”实验中，安装斜槽轨道时，应让斜槽末端的切线保持水平，这样做的目的是()A入射球得到较大的速度B入射球与被碰球对心碰撞后速度均为水平方向C入射球与被碰球碰撞时动能无损失D入射球与被碰球碰撞后均能从同一高度飞出B课堂检测2.(多选)在用打点计时器做“探究碰撞中的不
9、变量”实验时，下列哪些操作是正确的 ()A相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变 两车的质量B相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞 后粘在一起C先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车D先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源BC课堂检测3.如图甲所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车上系有一穿过打点计时器的纸带，当甲车获得水平向右的速度时，随即启动打点计时器甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况，如图乙所示，电源频率为50 Hz，则碰撞前甲车速度大小为_m/s，碰撞后两车的共同速度大小为_m/s.0.60.41 1、教材、教材2020页练习与应用；页练习与应用；2 2、对应章节练习册。、对应章节练习册。课后作业
