新教材高中物理第1章動(dòng)量及其守恒定律第3節(jié)科學(xué)驗(yàn)證_動(dòng)量守恒定律課件魯科版選擇性必修第一冊(cè)

1、第3節(jié)科學(xué)驗(yàn)證:動(dòng)量守恒定律1.驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。2.體會(huì)不易測(cè)量物理量轉(zhuǎn)換為易測(cè)量物理量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想。斜槽軌道、的鋼球和玻璃球、白紙、復(fù)寫紙、小鉛錘、天平(附砝碼)、 、圓規(guī)。1 |實(shí)驗(yàn)器材半徑相等毫米刻度尺1.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,若碰前A球的速度為v1,B球靜止,碰后的速度分別為v1和v2,根據(jù)動(dòng)量守恒定律應(yīng)有m1v1= 。2.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。讓球A從C點(diǎn)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)出球A、B碰撞后分別飛出的水平距離lOM、lON。只要驗(yàn)證m1lOP=,即可驗(yàn)證動(dòng)量

2、守恒定律。2 |實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)計(jì)正碰m1v1+m2v2同一位置m1lOM+m2lON1.用天平測(cè)出兩個(gè)小球的。2.將斜槽固定在桌邊并使其末端。在地板上鋪白紙和復(fù)寫紙,通過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C點(diǎn)由釋放,落在復(fù)寫紙上,如此重復(fù)多次。4.再將球B放在槽口,讓球A從C點(diǎn)由靜止釋放,撞擊球B,兩球落在復(fù)寫紙上,如此重復(fù)多次。5.取下白紙,用找出落點(diǎn)的平均位置點(diǎn)P、點(diǎn)M和點(diǎn)N,用 測(cè)出lOP、lOM和lON。6.改變C點(diǎn)位置,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。3 |實(shí)驗(yàn)步驟質(zhì)量水平小鉛錘靜止末端圓規(guī)毫米刻度尺1.斜槽末端的切線必須水平使小球做平拋運(yùn)動(dòng)。()2.入射小球可以從斜槽軌道任一位置

3、釋放。()判斷正誤，正確的畫“ ” ，錯(cuò)誤的畫“ ” 。提示:入射小球必須從斜槽軌道同一位置由靜止釋放,保證每次碰撞入射速度相同。3.入射小球應(yīng)選質(zhì)量較大的鋼球。()4.實(shí)驗(yàn)過程中白紙的位置始終保持不變。()5.找小球的落地點(diǎn)時(shí),可在很多落地點(diǎn)中任選一個(gè)點(diǎn)。()提示:找小球的落地點(diǎn)時(shí),要利用圓規(guī)找出平均落地點(diǎn)。|實(shí)驗(yàn)原理與操作情境如圖甲所示,讓一個(gè)小球從斜槽上滾下來,與放在斜槽末端的另一小球發(fā)生碰撞,之后兩小球都做平拋運(yùn)動(dòng)。 設(shè)問1.實(shí)驗(yàn)中如何保證兩小球都做平拋運(yùn)動(dòng)?提示:調(diào)整斜槽末端水平,并選半徑相同的兩小球,使其發(fā)生正碰,這樣兩小球從斜槽末端飛出時(shí)只具有水平方向的初速度,能保證兩小球都做平

4、拋運(yùn)動(dòng)。2.實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)兩小球的選取及放置位置有什么要求?提示:質(zhì)量較大的小球作為入射小球,質(zhì)量較小的小球作為被碰小球;每次實(shí)驗(yàn)中被碰小球放在斜槽末端,入射小球要從同一位置由靜止釋放。3.實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量哪些物理量?提示:需要用天平測(cè)兩小球的質(zhì)量和用刻度尺測(cè)平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移。拔高問題4.實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)了什么樣的物理思想?提示:實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)了一種轉(zhuǎn)換思想,把需要測(cè)量的物理量由不易測(cè)量的速度轉(zhuǎn)換為易測(cè)量的位移。5.為什么實(shí)驗(yàn)中通過測(cè)位移的方式就能驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律?提示:由于兩小球下落的高度相同,所以它們的飛行時(shí)間相等。如果用小球的飛行時(shí)間作時(shí)間單位,那么小球飛出的水平距離在數(shù)值上就等于它的水平速度。因此

5、,只需測(cè)出兩小球的質(zhì)量m1、m2和不放被碰小球時(shí)入射小球在空中飛出的水平距離s1,以及碰撞后入射小球與被碰小球在空中飛出的水平距離s1和s2。若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)m1s1與m1s1+m2s2相等,就驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律。 實(shí)驗(yàn)注意的事項(xiàng)(1)斜槽末端的切線必須水平,判斷是否水平的方法是將小球放在斜槽軌道平直部分任一位置,若小球均能保持靜止,則表明斜槽末端已水平。(2)入射小球每次都必須從斜槽軌道同一位置由靜止釋放,可在斜槽適當(dāng)高度處固定一擋板,使小球靠著擋板,然后釋放小球。(3)入射小球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰小球的質(zhì)量。(4)實(shí)驗(yàn)過程中確保實(shí)驗(yàn)桌、斜槽、記錄的白紙的位置始終保持不變。(5)在計(jì)算時(shí)一定要注意m1、m2與OP、OM和ON的對(duì)應(yīng)關(guān)系。(6)應(yīng)盡可能在斜槽較高的地方由靜止釋放入射小球。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理(1)計(jì)算碰撞前后兩小球的動(dòng)量m1、m1、m2。(2)比較碰撞前的系統(tǒng)的總動(dòng)量m1和碰撞后的系統(tǒng)總動(dòng)量m1+m2。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在誤差允許范圍內(nèi),滿足的關(guān)系是m1OP=m1OM+m2ON。 誤差分析(1)小球落點(diǎn)位置的確定不準(zhǔn)確是產(chǎn)生誤差的一個(gè)原因。(2)入射小球每次不是